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,安全第一的概念在控製中越來越重要,按照規定,40米(mi)以(yi)上(shang)的(de)大(da)跨(kua)徑(jing)門(men)機(ji)必(bi)須(xu)加(jia)裝(zhuang)雙(shuang)軌(gui)同(tong)步(bu)糾(jiu)偏(pian)控(kong)製(zhi),以(yi)防(fang)止(zhi)左(zuo)右(you)雙(shuang)軌(gui)的(de)門(men)機(ji)輪(lun)子(zi)超(chao)偏(pian)而(er)啃(ken)軌(gui)甚(shen)至(zhi)脫(tuo)軌(gui)的(de)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng),出(chu)於(yu)安(an)全(quan)的(de)要(yao)求(qiu),門(men)機(ji)左(zuo)右(you)雙(shuang)軌(gui)的(de)輪(lun)子(zi)需(xu)要(yao)多(duo)點(dian)同(tong)步(bu)控(kong)製(zhi),速(su)度(du)、位置等信息的可靠反饋直接涉及到控製安全可靠,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. 現場複雜的工作環境,變頻器、大電機及高低壓電源係統,信號電纜常常與動力線一同布排,現場的電氣幹擾很嚴重。
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. 同步控製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. 絕對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、單圈絕對值編碼器、多圈絕對值編碼器等等,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、超聲波開關等隻是單點位置的信號而不連續;增量編碼器信號抗幹擾差,信號不能遠傳,停電位置丟失;單圈絕對值編碼器隻能在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製,在停電後,由於風吹、下滑或人為移動而失去位置。隻有絕對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duo圈quan數shu工gong作zuo特te性xing,內nei部bu全quan數shu字zi化hua,抗kang幹gan擾rao,信xin號hao也ye可ke以yi實shi現xian遠yuan距ju離li安an全quan傳chuan輸shu。所suo以yi,從cong門men機ji起qi重zhong設she備bei安an全quan性xing的de角jiao度du出chu發fa,絕jue對dui值zhi多duo圈quan編bian碼ma器qi是shi必bi然ran的de選xuan擇ze。
三. Canopen 絕對值編碼器在門機起重設備中的應用推薦
CAN-bus(Controller Area Network)即控製器局域網,是國際上應用最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製方式,CAN-bus已被廣泛應用到各個自動化控製係統中。例如,在汽車電子、自動機械、智能大廈、電力係統、安防監控、船舶海運、電梯控製、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更是首選的信號標準。
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(最遠可達10Km)、高速的傳輸速率(最高可達1Mbps)、根據優先級的多主結構、可靠的錯誤檢測和處理機製,全麵彌補了傳統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、高效的現場總線控製係統,從而產生最大的實際價值。在起重設備等較惡劣應用環境中,由於Can-bus具有可靠的信號錯誤檢測和處理機製,對於強幹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、多主站可冗餘的特點,更是保證了控製設備的安全性。
Canopen是基於CAN-bus總線的開放式協議,由CiA 協會管理,主要應用於車輛工業、工業機具、智能建築、醫療器械、航海機具、實驗室器材及研究領域,Canopen規範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 具有抗幹擾及多主站應用特性,可以形成實際的主站冗餘備份,而實現控製的更安全。
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:並行輸出信號―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,距離遠時或受幹擾時,信號的延遲而使得時鍾與數據信號不再同步,發生數據跳變;Profibus-DP總線信號―jiedijidianlanxianyaoqiugao,chengbenguogao,zhuzhanbukexuanxing,qieyidanzongxianlianjieguankouhuozhuzhanshixiaoerzaochengzhenggexitongdetanhuandeng。yishangzhexiezaiqizhongshebeizhongdeshiyong,youshikenengshizhimingde,yincikeyishuoCanopen信號在起重設備中使用具有其更可靠,更經濟,更安全。
上海精浦機電的Canopen絕jue對dui值zhi編bian碼ma器qi,由you於yu其qi信xin號hao輸shu出chu的de高gao速su性xing,其qi在zai功gong能neng設she置zhi中zhong,可ke設she置zhi編bian碼ma器qi絕jue對dui值zhi角jiao度du位wei置zhi值zhi與yu變bian化hua速su度du值zhi一yi同tong輸shu出chu,例li如ru,前qian兩liang個ge字zi節jie輸shu出chu絕jue對dui值zhi角jiao度du(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),zhezaiqizhongshebeifenfenyingyongbianpinqideqingkuangxiahenyoubangzhu,suduzhikeyizuoweibianpintiaosudefankui,erweizhizhikeyizuoweijingquedingweijitongbukongzhi,keyiyousuduyuweizhideshuangbihuankongzhi,congershixianjingquedingwei、同步控製、停車防搖擺、安全區域控製防碰撞、速度安全保護等,而Canopen的de特te有you的de多duo主zhu站zhan特te性xing,可ke以yi實shi現xian接jie收shou控kong製zhi器qi的de主zhu站zhan冗rong餘yu備bei份fen,備bei份fen控kong製zhi器qi參can數shu可ke設she置zhi在zai主zhu控kong製zhi器qi的de後hou麵mian,一yi旦dan主zhu控kong製zhi器qi係xi統tong失shi效xiao,備bei份fen控kong製zhi器qi可ke以yi承cheng擔dan起qi最zui後hou的de安an全quan保bao護hu控kong製zhi,從cong而er實shi現xian起qi重zhong設she備bei的de各ge項xiang安an全quan性xing控kong製zhi。
門men機ji起qi重zhong設she備bei的de大da電dian機ji啟qi動dong及ji戶hu外wai使shi用yong,其qi編bian碼ma器qi信xin號hao電dian纜lan長chang,相xiang當dang於yu一yi根gen長chang天tian線xian,現xian場chang信xin號hao端duan的de浪lang湧yong過guo壓ya保bao護hu就jiu很hen重zhong要yao,過guo去qu用yong並bing行xing信xin號hao編bian碼ma器qi或huo增zeng量liang編bian碼ma器qi,信xin號hao芯xin纜lan多duo,每mei路lu的de浪lang湧yong過guo壓ya保bao護hu很hen難nan實shi現xian,(大電機啟動或雷擊產生的浪湧電壓),常常編碼器信號有端口燒壞;而SSI 信號為同步串聯,如加入浪湧保護,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送,對於插入浪湧保護器沒有太多的影響,故此,如果Canopen編碼器及接收的控製器加入浪湧過壓保護器,可以更安全的使用。
四. Canopen控製器PFC
由於Canopen信號的先進性與安全性,目前許多PLC廠家與控製器廠家紛紛加上了Canopen接口,以實現Canopen控製,例如施耐德、GE、倍福、貝加萊等等,Gemple的PFC控製器是基於Canopen接口的小型控製器,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麵,24點開關I/O與多路模擬量I/O,並具有2G的SD存儲卡,可記錄開機關機、程序事件記錄,從而實現黑匣子記錄功能,可故障分析及防止工人違規操作。
08年以來,各大著名品牌的PLC 廠家近期都已經增加了Canopen接口或正在計劃增加Canopen接口,無論是選擇具有Canopen 接口的PLC 還是選擇Gemple的PFC控製器,基於Canopen接口的控製將在起重設備的應用中逐漸成為主流。
五. 典型應用案例
1.門機大車行走同步糾偏―由兩個Canopen絕對值多圈編碼器檢測左右輪行走的同步性,信號輸出至Canopen接口的控製器PFC同步比較,同時,Canopen絕對值編碼器可同時輸出速度反饋,通過控製器提供變頻器調速控製,實現小糾偏、大糾偏,超偏停車等控製。


2.速度安全保護―Canopen絕對值編碼器同時輸出位置值與速度值(無需外部計算的直接輸出),對於速度保護有更快的反應。
3.安全冗餘控製―利用Canopen的多主站冗餘特性,PFC201控製器可雙冗餘備份,第二個控製器可根據用戶需要增加,安全備份。
4.安全紀錄功能,PFC201控製器具有2G的SD存儲卡,可事件紀錄(黑匣子),以實現故障分析及防止工人違規操作(安全紀錄檢查),達到更安全的控製。
5.停車定位防搖擺―利用Canopen絕對值編碼器的位置、速度同時輸出特性,可實現停車定位與緩速減速的雙閉環控製,可合理停車速度、位置曲線,減少停車時吊點的搖擺。
6.典型應用介紹:
廣東中山跨海大橋工地大跨徑門機起重設備同步糾偏控製,約60米跨徑,門機高度50多米,兩個編碼器信號至PFC控製器電纜總長度180米。選配:
1.Canopen絕對值多圈編碼器―Gemple的 絕對值多圈編碼器,2個:
GMX425 R E10 RCB,防護等級外殼IP67,轉軸IP65;溫度等級-25度―80度。
2.Canopen控製器―Gemple的基於Canopen的控製器:
PFC201-----不僅可以作為主控製器,也可以作為冗餘的備份控製器。
3.Canopen信號端口浪湧保護器:SI-024TR1CO(推薦)
4.編碼器信號電纜:F600K0206


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