基于Canopen現場(chǎng)總線(xiàn)的大跨徑門(mén)機起重設備同步糾偏控制應用案例。
　　
　　一．門(mén)機起重設備的特殊性：
　　
　　門(mén)機起重設備的安全性要求越來(lái)越突出，安全*的概念在控制中越來(lái)越重要，按照規定,40米以上的大跨徑門(mén)機必須加裝雙軌同步糾偏控制，以防止左右雙軌的門(mén)機輪子超偏而啃軌甚至脫軌的事故發(fā)生，出于安全的要求，門(mén)機左右雙軌的輪子需要多點(diǎn)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(mén)機起重設備的環(huán)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(chǎng)復雜的工作環(huán)境，變頻器、大電機及高低壓電源系統，信號電纜常常與動(dòng)力線(xiàn)一同布排，現場(chǎng)的電氣干擾很?chē)乐亍?br />　　
　　2．設備移動(dòng)性，長(cháng)移動(dòng)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(shí)時(shí)性高，可靠。
　　
　　5．很多是戶(hù)外使用，防護等級、溫度等級要求高，而工人培訓程度低，對產(chǎn)品使用寬容性要求高。
　　
　　二．值多圈編碼器在門(mén)機起重設備應用的意義：
　　
　　在門(mén)機起重設備的位置傳感器使用中，有電位器、接近開(kāi)關(guān)、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(kāi)關(guān)、超聲波開(kāi)關(guān)等只是單點(diǎn)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(guò)記憶實(shí)現多圈控制，在停電后，由于風(fēng)吹、下滑或人為移動(dòng)而失去位置。只有值多圈編碼器是可以真正在門(mén)機起重設備中安全使用的，其不受停電抖動(dòng)的影響，可長(cháng)距離、多圈數工作特性，內部全數字化，抗干擾，信號也可以實(shí)現遠距離安全傳輸。所以，從門(mén)機起重設備安全性的角度出發(fā)，值多圈編碼器是必然的選擇。
　　
　　三．Canopen值編碼器在門(mén)機起重設備中的應用推薦
　　
　　CAN-bus（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網(wǎng)，是上應用zui廣泛的開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)之一。作為一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網(wǎng)絡(luò )通訊控制方式，CAN-bus已被廣泛應用到各個(gè)自動(dòng)化控制系統中。例如，在汽車(chē)電子、自動(dòng)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(lǐng)域，CAN-bus都具有不可比擬的*性，尤其是目前正在風(fēng)頭上的高速鐵路、風(fēng)力發(fā)電，Can-Bus更是的信號標準。
　　
　　CAN-bus以其開(kāi)發(fā)維護的低成本、高總線(xiàn)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(yōu)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(wǎng)絡(luò )的低總線(xiàn)利用率、單主從結構、無(wú)硬件錯誤檢測的不足，使用戶(hù)能組建起穩定、的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，從而產(chǎn)生zui大的實(shí)際價(jià)值。在起重設備等較惡劣應用環(huán)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(wú)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(diǎn)，更是保證了控制設備的安全性。
　　
　　Canopen是基于CAN-bus總線(xiàn)的開(kāi)放式協(xié)議，由CiA協(xié)會(huì )管理，主要應用于車(chē)輛工業(yè)、工業(yè)機具、智能建筑、醫療器械、航海機具、實(shí)驗室器材及研究領(lǐng)域，Canopen規范允許以廣播方式傳遞訊息，也支持點(diǎn)對點(diǎn)收發(fā)數據，用戶(hù)通過(guò)Canopen對象字典來(lái)執行網(wǎng)絡(luò )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(shí)際的主站冗余備份，而實(shí)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(jīng)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(guò)多易損，芯線(xiàn)過(guò)多易斷且電纜成本高；SSI輸出信號—稱(chēng)為同步串聯(lián)信號，距離遠時(shí)或受干擾時(shí)，信號的延遲而使得時(shí)鐘與數據信號不再同步，發(fā)生數據跳變；Profibus-DP總線(xiàn)信號—接地及電纜線(xiàn)要求高，成本過(guò)高，主站不可選性，且一旦總線(xiàn)連接關(guān)口或主站失效而造成整個(gè)系統的癱瘓等。以上這些在起重設備中的使用，有時(shí)可能是致命的，因此可以說(shuō)Canopen信號在起重設備中使用具有其更可靠，更經(jīng)濟，更安全。
　　
　　上海精浦機電的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(gè)字節輸出值角度（可多圈）位置，第三個(gè)字節輸出速度值，第四個(gè)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(huán)控制，從而實(shí)現定位、同步控制、停車(chē)防搖擺、安全區域控制防碰撞、速度安全保護等，而Canopen的*的多主站特性，可以實(shí)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(shí)現起重設備的各項安全性控制。
　　
　　門(mén)機起重設備的大電機啟動(dòng)及戶(hù)外使用，其編碼器信號電纜長(cháng)，相當于一根長(cháng)天線(xiàn)，現場(chǎng)信號端的浪涌過(guò)壓保護就很重要，過(guò)去用并行信號編碼器或增量編碼器，信號芯纜多，每路的浪涌過(guò)壓保護很難實(shí)現，（大電機啟動(dòng)或雷擊產(chǎn)生的浪涌電壓），常常編碼器信號有端口燒壞；而SSI信號為同步串聯(lián)，如加入浪涌保護，信號傳輸延遲破壞了同步性而信號不穩定。Canopen信號是高速異步或廣播發(fā)送，對于插入浪涌保護器沒(méi)有太多的影響，故此，如果Canopen編碼器及接收的控制器加入浪涌過(guò)壓保護器，可以更安全的使用。
　　
　　四．Canopen控制器PFC
　　
　　由于Canopen信號的先進(jìn)性與安全性，目前許多PLC廠(chǎng)家與控制器廠(chǎng)家紛紛加上了Canopen接口，以實(shí)現Canopen控制，例如施耐德、GE、倍福、貝加萊等等，Gemple的PFC控制器是基于Canopen接口的小型控制器，其包含內部32位的CPU單元、液晶顯示與設置按鍵的人機操作界面，24點(diǎn)開(kāi)關(guān)I/O與多路模擬量I/O，并具有2G的SD存儲卡，可記錄開(kāi)機關(guān)機、程序事件記錄，從而實(shí)現黑匣子記錄功能，可故障分析及防止工人違規操作。
　　
　　08年以來(lái)，各*的PLC廠(chǎng)家近期都已經(jīng)增加了Canopen接口或正在計劃增加Canopen接口，無(wú)論是選擇具有Canopen接口的PLC還是選擇Gemple的PFC控制器，基于Canopen接口的控制將在起重設備的應用中逐漸成為主流。
　　
　　五．典型應用案例
　　
　　1．門(mén)機大車(chē)行走同步糾偏—由兩個(gè)Canopen值多圈編碼器檢測左右輪行走的同步性，信號輸出至Canopen接口的控制器PFC同步比較，同時(shí)，Canopen值編碼器可同時(shí)輸出速度反饋，通過(guò)控制器提供變頻器調速控制，實(shí)現小糾偏、大糾偏，超偏停車(chē)等控制。
　　
　　2．速度安全保護—Canopen值編碼器同時(shí)輸出位置值與速度值（無(wú)需外部計算的直接輸出），對于速度保護有更快的反應。
　　
　　3．安全冗余控制—利用Canopen的多主站冗余特性，PFC201控制器可雙冗余備份，第二個(gè)控制器可根據用戶(hù)需要增加，安全備份。
　　
　　4．安全紀錄功能，PFC201控制器具有2G的SD存儲卡，可事件紀錄（黑匣子），以實(shí)現故障分析及防止工人違規操作（安全紀錄檢查），達到更安全的控制。
　　
　　5．停車(chē)定位防搖擺—利用Canopen值編碼器的位置、速度同時(shí)輸出特性，可實(shí)現停車(chē)定位與緩速減速的雙閉環(huán)控制，可合理停車(chē)速度、位置曲線(xiàn)，減少停車(chē)時(shí)吊點(diǎn)的搖擺。
　　
　　6．典型應用介紹：
　　
　　廣東中山跨海大橋工地大跨徑門(mén)機起重設備同步糾偏控制，約60米跨徑，門(mén)機高度50多米，兩個(gè)編碼器信號至PFC控制器電纜總長(cháng)度180米。選配：
　　
　　1．Canopen值多圈編碼器—Gemple的值多圈編碼器，2個(gè)：
　　
　　GMX425RE10RCB，防護等級外殼IP67，轉軸IP65；溫度等級-25度—80度。
　　
　　2．Canopen控制器—Gemple的基于Canopen的控制器：
　　
　　PFC201-----不僅可以作為主控制器，也可以作為冗余的備份控制器。
　　
　　3．Canopen信號端口浪涌保護器：SI-024TR1CO（推薦）
　　
　　4．編碼器信號電纜：F600K0206 上一篇 選用單圈值編碼器還是多圈值編碼器的三個(gè)基本理由 下一篇 編碼器的值多圈