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CANopen编码器在设备安全性控制的应用方案
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随着工业自动化的不断发展与进步,高效且安全的要求逐渐的凸显出来。各企业在不断地追求效益扩大的同时也会伴随有很多的安全隐患,尤其是一些起重设备、港口设备、建筑机械设备、工程机械设备对于安全的要求越来越突出,最近常常会有一些设备安全事故的报道,类似于大跨度门式起重机的轨道轮啃轨、chu轨和侧翻等事故(事故会产生人员伤亡,而租用大型吊车为行车重新整装定位动辄几十万上百万);塔式起重机由于没有力矩运算引起的超载倒塌事件;多设备塔机和行车在公共区域碰撞等等。要防止类似事件的发生,保证人员设备的安全就必须让控制器随时准确知道设备当前的状态,有效的处理及规避可能出现的危险情况,这就需要在设备上安装相关的传感器及节点控制器,而这些传感器及控制器就必须满足其准确、可靠且可以冗余控制的要求。
    举例来说,为了防止大跨度行车产生上述的各个危险内容,就需要加装同步纠偏控制仪,在行车两个轨道上的轮子进退位置不一致的时候进行传动设备的速度调节,保证双腿的同步前进。同步纠偏控制仪就是实现这一功能的,原有普通的纠偏仪可通过增量编码器送过来的脉冲信号计算双轮的当前速度,然后控制速度同步,它存在的问题是微小的速度偏差是在行程上不断累加的,而且增量信号的干扰问题及零点的漂移问题需要定期进行标定,很是麻烦,而如没有及时的修正就必然存在安全隐患。另外有一种方式是利用两个绝对值多圈编码器将两个轮子当前走过的距离传送到控制器,由控制器比较两值的大小,再去控制超前的动力设备需要减慢速度。这就牵涉到编码器至控制器采用什么通讯方式更合理且安全。GEMPLE的CANopen总线同步纠偏控制仪,选用CANopen绝对值真多圈编码器与控制器连接,不仅实现了绝对值编码器绝对位置同步比较功能,而且由于CANopen协议具有高速发送数据的功能,就不仅仅大大的提升了数据传输的速度,保证了数据的实时性,同样因为CANopen数据帧带有信息标识符,所以保证了高优先级(紧急事件)节点及时把数据告知控制器,控制器好在第一时间作出反应,而且本系统的 CANopen控制器可以实现多主站连接方式,利用CANopen协议的这些特点,就可以实现重点设备的双冗余备份(包括同步控制器和传感器)。相比较其它的总线方式在设备备份上一般采用串行链路方式,备份控制器平时处于休眠方式,间歇的与主控制器进行通讯查验是否主控器失效,如果发现失效则激活工作,这中间有一定的时间差,而CANopen总线的主控器和备份控制器则可以同时工作,实现无缝切换,保证设备的正常运行,同样的,CANopen传感器也可以做备份,在同一个总线系统中,实现双冗余同步控制。
    这样的高速、冗余安全控制同样可以适用于建筑塔机的安全力矩、安全区域控制,港口机械、工程机械的安全控制。

    安全的保证需要产品具有有效的故障界定、高速响应、高抗干扰性,CANopen总线在上世纪80年代设计的时候是针对车辆而开发的,车辆系统无法有效接地、干扰源繁多等特点要求总线具有数据出错率低、高速响应,设计师也解决了这些难点,所以CANopen总线不仅仅是一个新发展的具有生命力的总线协议,更重要的是它具有有效的故障界定,保证极低的未检测故障率。

GEMPLE公司推出的CANopen绝对值多圈/单圈编码器还具有节点心跳功能,告诉控制器本编码器是否在正常工作,同时也为了适应各种设备在复杂电气环境下使用的市场,在产品防护等级及电气保护上做了很多的工作,目前该产品电磁兼容性EMC已达到3级。用该编码器配接GEMPLE公司的PFC201总线同步纠偏仪可实现上述各设备的安全控制。

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