CANopen編碼器在設(shè)備安全性控制的應(yīng)用方案

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展與進(jìn)步，且安全的要求逐漸的凸顯出來。各企業(yè)在不斷地追求效益擴(kuò)大的同時(shí)也會(huì)伴隨有很多的安全隱患，尤其是一些起重設(shè)備、港口設(shè)備、建筑機(jī)械設(shè)備、工程機(jī)械設(shè)備對(duì)于安全的要求越來越突出，近常常會(huì)有一些設(shè)備安全事故的報(bào)道，類似于大跨度門式起重機(jī)的軌道輪啃軌、chu軌和側(cè)翻等事故（事故會(huì)產(chǎn)生人員傷亡，而租用大型吊車為行車重新整裝定位動(dòng)輒幾十萬上百萬）；塔式起重機(jī)由于沒有力矩運(yùn)算引起的超載倒塌事件；多設(shè)備塔機(jī)和行車在公共區(qū)域碰撞等等。要防止類似事件的發(fā)生，保證人員設(shè)備的安全就必須讓控制器隨時(shí)準(zhǔn)確知道設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，有效的處理及規(guī)避可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況，這就需要在設(shè)備上安裝相關(guān)的傳感器及節(jié)點(diǎn)控制器，而這些傳感器及控制器就必須滿足其準(zhǔn)確、可靠且可以冗余控制的要求。
    舉例來說，為了防止大跨度行車產(chǎn)生上述的各個(gè)危險(xiǎn)內(nèi)容，就需要加裝同步糾偏控制儀，在行車兩個(gè)軌道上的輪子進(jìn)退位置不一致的時(shí)候進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)備的速度調(diào)節(jié)，保證雙腿的同步前進(jìn)。同步糾偏控制儀就是實(shí)現(xiàn)這一功能的，原有普通的糾偏儀可通過增量編碼器送過來的脈沖信號(hào)計(jì)算雙輪的當(dāng)前速度，然后控制速度同步，它存在的問題是微小的速度偏差是在行程上不斷累加的，而且增量信號(hào)的干擾問題及零點(diǎn)的漂移問題需要定期進(jìn)行標(biāo)定，很是麻煩，而如沒有及時(shí)的修正就必然存在安全隱患。另外有一種方式是利用兩個(gè)值多圈編碼器將兩個(gè)輪子當(dāng)前走過的距離傳送到控制器，由控制器比較兩值的大小，再去控制超前的動(dòng)力設(shè)備需要減慢速度。這就牽涉到編碼器至控制器采用什么通訊方式更合理且安全。GEMPLE的CANopen總線同步糾偏控制儀，選用CANopen值真多圈編碼器與控制器連接，不僅實(shí)現(xiàn)了值編碼器位置同步比較功能，而且由于CANopen協(xié)議具有高速發(fā)送數(shù)據(jù)的功能，就不僅僅大大的提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，同樣因?yàn)镃ANopen數(shù)據(jù)幀帶有信息標(biāo)識(shí)符，所以保證了高優(yōu)先級(jí)（緊急事件）節(jié)點(diǎn)及時(shí)把數(shù)據(jù)告知控制器，控制器好在時(shí)間作出反應(yīng)，而且本系統(tǒng)的 CANopen控制器可以實(shí)現(xiàn)多主站連接方式，利用CANopen協(xié)議的這些特點(diǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)設(shè)備的雙冗余備份（包括同步控制器和傳感器）。相比較其它的總線方式在設(shè)備備份上一般采用串行鏈路方式，備份控制器平時(shí)處于休眠方式，間歇的與主控制器進(jìn)行通訊查驗(yàn)是否主控器失效，如果發(fā)現(xiàn)失效則激活工作，這中間有一定的時(shí)間差，而CANopen總線的主控器和備份控制器則可以同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)無縫切換，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，同樣的，CANopen傳感器也可以做備份，在同一個(gè)總線系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)雙冗余同步控制。
    這樣的高速、冗余安全控制同樣可以適用于建筑塔機(jī)的安全力矩、安全區(qū)域控制，港口機(jī)械、工程機(jī)械的安全控制。

    安全的保證需要產(chǎn)品具有有效的故障界定、高速響應(yīng)、高抗干擾性，CANopen總線在上世紀(jì)80年代設(shè)計(jì)的時(shí)候是針對(duì)車輛而開發(fā)的，車輛系統(tǒng)無法有效接地、干擾源繁多等特點(diǎn)要求總線具有數(shù)據(jù)出錯(cuò)率低、高速響應(yīng)，設(shè)計(jì)師也解決了這些難點(diǎn)，所以CANopen總線不僅僅是一個(gè)新發(fā)展的具有生命力的總線協(xié)議，更重要的是它具有有效的故障界定，保證極低的未檢測(cè)故障率。

GEMPLE公司推出的CANopen值多圈/單圈編碼器還具有節(jié)點(diǎn)心跳功能，告訴控制器本編碼器是否在正常工作，同時(shí)也為了適應(yīng)各種設(shè)備在復(fù)雜電氣環(huán)境下使用的市場(chǎng)，在產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)及電氣保護(hù)上做了很多的工作，目前該產(chǎn)品電磁兼容性EMC已達(dá)到3級(jí)。用該編碼器配接GEMPLE公司的PFC201總線同步糾偏儀可實(shí)現(xiàn)上述各設(shè)備的安全控制。