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      Canopen值編碼器在門機起重設備中的應用

      基于Canopen現場總線的大跨徑門機起重設備同步糾偏控制應用案例:

      一.門機起重設備的特殊性:

      門機起重設備的安全性要求越來越突出,安全*的概念在控制中越來越重要,按照規定,40米以上的大跨徑門機必須加裝雙軌同步糾偏控制,以防止左右雙軌的門機輪子超偏而啃軌甚至脫軌的事故發生,出于安全的要求,門機左右雙軌的輪子需要多點同步控制,速度、位置等信息的可靠反饋直接涉及到控制安全可靠,而門機起重設備的環境特殊性,又決定了這些信號傳感器及傳輸的選擇的特殊性:

      1.現場復雜的工作環境,變頻器、大電機及高低壓電源系統,信號電纜常常與動力線一同布排,現場的電氣干擾很嚴重。

      2.設備移動性,長移動距離,接地困難。

      3.信號傳遞距離要求遠,信號數據的安全可靠性要求高。

      4.同步控制需要信號傳遞實時性高,可靠。

      5.很多是戶外使用,防護等級、溫度等級要求高,而工人培訓程度低,對產品使用寬容性要求高。

      二.值多圈編碼器在門機起重設備應用的意義:

      在門機起重設備的位置傳感器使用中,有電位器、接近開關、增量編碼器、單圈值編碼器、多圈值編碼器等等,相比較而言,電位器可靠性低,精度差,使用角度有死區;接近開關、超聲波開關等只是單點位置的信號而不連續;增量編碼器信號抗干擾差,信號不能遠傳,停電位置丟失;單圈值編碼器只能在360度內工作,如果變速擴大測量角度,精度就差了,如果直接單圈使用通過記憶實現多圈控制,在停電后,由于風吹、下滑或人為移動而失去位置。只有值多圈編碼器是可以真正在門機起重設備中安全使用的,其不受停電抖動的影響,可長距離、多圈數工作特性,內部全數字化,抗干擾,信號也可以實現遠距離安全傳輸。所以,從門機起重設備安全性的角度出發,值多圈編碼器是必然的選擇。

      三.Canopen值編碼器在門機起重設備中的應用推薦

      CAN-bus(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網,是國際上應用zui廣泛的開放式現場總線之一。作為一種技術先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網絡通訊控制方式,CAN-bus已被廣泛應用到各個自動化控制系統中。例如,在汽車電子、自動機械、智能大廈、電力系統、安防監控、船舶海運、電梯控制、消防安全、醫療器械等各領域,CAN-bus都具有不可比擬的優越性,尤其是目前正在風頭上的高速鐵路、風力發電,Can-Bus更是的信號標準。

      CAN-bus以其開發維護的低成本、高總線利用率、很遠的傳輸距離(zui遠可達10Km)、高速的傳輸速率(zui高可達1Mbps)、根據優先級的多主結構、可靠的錯誤檢測和處理機制,全面彌補了傳統RS-485網絡的低總線利用率、單主從結構、無硬件錯誤檢測的不足,使用戶能組建起穩定、的現場總線控制系統,從而產生zui大的實際價值。在起重設備等較惡劣應用環境中,由于Can-bus具有可靠的信號錯誤檢測和處理機制,對于強干擾和無可靠接地的情況,仍能夠較好地傳輸數據,而其硬件錯誤自檢、多主站可冗余的特點,更是保證了控制設備的安全性。

      Canopen是基于CAN-bus總線的開放式協議,由CiA協會管理,主要應用于車輛工業、工業機具、智能建筑、醫療器械、航海機具、實驗室器材及研究領域,Canopen規范允許以廣播方式傳遞訊息,也支持點對點收發數據,用戶通過Canopen對象字典來執行網絡管理、數據傳輸等操作。尤其是Canopen具有抗干擾及多主站應用特性,可以形成實際的主站冗余備份,而實現控制的更安全。

      Canopen與其它的信號形式比較,其數據傳遞的更可靠,更經濟通用,更安全(設備報錯)。這些特性與其它輸出的比較:并行輸出信號—輸出功率元件過多易損,芯線過多易斷且電纜成本高;SSI輸出信號—稱為同步串聯信號,距離遠時或受干擾時,信號的延遲而使得時鐘與數據信號不再同步,發生數據跳變;Profibus-DP總線信號—接地及電纜線要求高,成本過高,主站不可選性,且一旦總線連接關口或主站失效而造成整個系統的癱瘓等。以上這些在起重設備中的使用,有時可能是致命的,因此可以說Canopen信號在起重設備中使用具有其更可靠,更經濟,更安全。

      上海锝秉工控的Canopen值編碼器,由于其信號輸出的高速性,其在功能設置中,可設置編碼器值角度位置值與變化速度值一同輸出,例如,前兩個字節輸出值角度(可多圈)位置,第三個字節輸出速度值,第四個字節輸出加速度值(可選),這在起重設備紛紛應用變頻器的情況下很有幫助,速度值可以作為變頻調速的反饋,而位置值可以作為定位及同步控制,可以有速度與位置的雙閉環控制,從而實現定位、同步控制、停車防搖擺、安全區域控制防碰撞、速度安全保護等,而Canopen的特有的多主站特性,可以實現接收控制器的主站冗余備份,備份控制器參數可設置在主控制器的后面,一旦主控制器系統失效,備份控制器可以承擔起zui后的安全保護控制,從而實現起重設備的各項安全性控制。

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