Aplicações de codificadores/máquinas de elevação
Codificador para máquinas de elevação
Caso de aplicação de controle de correção síncrona de equipamentos de elevação de guindastes de portas de grande vão baseados em Canopen fieldbus.
um. A particularidade do equipamento de elevação de guindaste de porta:
Os requisitos de segurança dos equipamentos de elevação de guindastes de porta estão se tornando cada vez mais proeminentes, e o conceito de segurança em primeiro lugar está se tornando cada vez mais importante no controle. De acordo com os regulamentos, os guindastes com portas de grande vão acima de 40 metros devem ser equipados com controle de correção síncrona de via dupla para evitar vias duplas à esquerda e à direita. O acidente da roda da máquina da porta está muito errado e rói os trilhos ou até descarrila. Devido aos requisitos de segurança, as rodas duplas esquerda e direita da máquina de porta precisam ser controladas em vários pontos. O feedback confiável de velocidade, posição e outras informações está diretamente relacionado à segurança e confiabilidade do controle. A particularidade do ambiente do equipamento de elevação do guindaste determina a particularidade da seleção destes sensores de sinal e transmissões:
1. No complexo ambiente de trabalho no local, conversores de frequência, motores grandes e sistemas de alimentação de alta e baixa tensão, os cabos de sinal são frequentemente dispostos junto com as linhas de energia, e a interferência elétrica no local é muito séria.
2. Mobilidade do equipamento, longa distância de movimento, difícil de aterrar.
3. A distância de transmissão do sinal é longa e a segurança e confiabilidade dos dados do sinal são altas.
4. O controle síncrono requer alta transmissão de sinal confiável e em tempo real.
5. Muitos deles são usados ao ar livre, com altos requisitos de nível de proteção e nível de temperatura, mas baixo nível de treinamento dos trabalhadores e altos requisitos de tolerância do produto.
dois. A importância do codificador multivoltas de valor absoluto na aplicação de equipamentos de elevação de guindastes de portas:
Existem potenciômetros, chaves de proximidade, encoders incrementais, encoders absolutos de volta única, encoders absolutos multivoltas, etc. no uso de sensores de posição para guindastes de portas. Em comparação, a confiabilidade dos potenciômetros é baixa, baixa precisão, zona morta no ângulo de uso; Interruptores de proximidade, interruptores ultrassônicos, etc. são apenas sinais de posição de ponto único, mas não contínuos; A anti-interferência do sinal do codificador incremental é fraca, o sinal não pode ser transmitido remotamente e a posição de falha de energia é perdida; Codificador absoluto de volta única Ele só pode funcionar em 360 graus. Se o ângulo de medição for expandido alterando a velocidade, a precisão será baixa. Se for usado diretamente em um único círculo para obter controle de múltiplas voltas através da memória, após uma falha de energia, perderá sua posição devido ao vento, deslizamento ou movimento artificial. Somente o codificador multivoltas de valor absoluto pode ser usado com segurança no equipamento de elevação da máquina de porta. Não é afetado pelo jitter de falta de energia. Pode trabalhar com longas distâncias e multivoltas. A digitalização completa interna, anti-interferência e sinal também podem ser realizados. Transmissão segura de longa distância. Portanto, do ponto de vista da segurança do equipamento de elevação de portas, o codificador multivoltas de valor absoluto é uma escolha inevitável.
Recomendação de aplicação do codificador absoluto Canopen em equipamentos de elevação de guindaste de porta
CAN-bus (ControllerAreaNetwork) é a rede de área do controlador, que é um dos barramentos de campo aberto mais utilizados no mundo. Como método de controle de comunicação de rede remota com tecnologia avançada, alta confiabilidade, funções completas e custo razoável, o barramento CAN tem sido amplamente utilizado em vários sistemas de controle de automação. Por exemplo, o barramento CAN tem vantagens incomparáveis em vários campos, como eletrônica automotiva, máquinas automáticas, edifícios inteligentes, sistemas de energia, monitoramento de segurança, navios e transporte marítimo, controle de elevadores, segurança contra incêndio, equipamentos médicos, etc., especialmente quando é atualmente no centro das atenções. Can-Bus é o padrão de sinal preferido para ferrovias de alta velocidade e geração de energia eólica. CAN-bus é desenvolvido e mantido com baixo custo, alta utilização de barramento, longa distância de transmissão (até 10 km), taxa de transmissão de alta velocidade (até até 1Mbps), estrutura multimestre de acordo com a prioridade e confiável O mecanismo de detecção e processamento de erros compensa totalmente a baixa utilização do barramento da rede RS-485 tradicional, estrutura único mestre-escravo e nenhuma deficiência de detecção de erros de hardware, permitindo aos usuários construir um sistema de controle de barramento de campo estável e eficiente, resultando em valor real máximo. Em ambientes de aplicação mais severos, como equipamentos de elevação, o Can-bus possui um mecanismo confiável de detecção e processamento de erros de sinal e ainda pode transmitir dados bem no caso de interferência forte e aterramento não confiável, e sua autoverificação de erros de hardware, O multi-mestre estação pode ser redundante para garantir a segurança do equipamento de controle.
Canopen é um protocolo aberto baseado no barramento CAN e gerenciado pela CiA Association. É usado principalmente na indústria automobilística, máquinas industriais, edifícios inteligentes, equipamentos médicos, máquinas marítimas, equipamentos de laboratório e campos de pesquisa. A especificação Canopen permite que mensagens sejam transmitidas por radiodifusão. , Ele também suporta envio e recebimento de dados ponto a ponto, e os usuários podem realizar gerenciamento de rede, transmissão de dados e outras operações por meio do dicionário de objetos Canopen. Em particular, Canopen tem as características de aplicação de estação anti-interferência e multi-mestre, que pode formar o backup real de redundância da estação mestre e realizar um controle mais seguro.
Em comparação com outras formas de sinal, a transmissão de dados do Canopen é mais confiável, econômica e segura (relatório de erros do equipamento). Comparação dessas características com outras saídas: Sinal de saída paralela - muitos componentes de energia são facilmente danificados, muitos fios centrais são facilmente quebrados e o custo do cabo é alto; Sinal de saída SSI chamado sinal serial síncrono, quando a distância é longa ou interfere, o sinal O atraso fez com que o relógio e o sinal de dados não estivessem mais sincronizados e ocorreu um salto de dados; Os requisitos de aterramento e cabo do sinal do barramento Profibus-DP são altos, o custo é muito alto, a estação mestre não é selecionável e, uma vez que o gateway de conexão do barramento ou a estação mestre falha, causa a paralisia de todo o sistema e assim por diante. A utilização acima referida em equipamento de elevação pode por vezes ser fatal. Portanto, pode-se dizer que o sinal Canopen é mais confiável, mais econômico e mais seguro quando utilizado em equipamentos de elevação.
Codificador absoluto Gertech Canopen, devido à sua saída de sinal de alta velocidade, na configuração da função, você pode definir o valor de posição do ângulo absoluto do codificador e o valor de velocidade variável para saída juntos, por exemplo, os primeiros dois bytes de saída Valor absoluto ângulo (múltiplo voltas), o terceiro byte gera o valor da velocidade e o quarto byte gera o valor da aceleração (opcional). Isto é muito útil quando o equipamento de elevação utiliza conversores de frequência. O valor da velocidade pode ser como o feedback da regulação da velocidade de conversão de frequência, e o valor da posição pode ser usado como posicionamento preciso e controle de sincronização, e pode ter controle de loop fechado duplo de velocidade e posição, de modo a realizar posicionamento preciso, sincronização controle, estacionamento anti-oscilação, controle de área segura, prevenção de colisão, proteção de segurança de velocidade, etc., E o recurso multimestre exclusivo da Canopen pode realizar o backup de redundância da estação mestre do controlador de recepção. Os parâmetros do controlador de backup podem ser definidos atrás do controlador mestre. Uma vez que o sistema do controlador mestre falha, o controlador de backup pode assumir a proteção final e o controle do equipamento de elevação podem ser realizados.
O grande motor do equipamento de elevação do guindaste de porta é acionado e usado ao ar livre. O cabo de sinal do codificador é longo, o que equivale a uma antena longa. A proteção contra surtos e sobretensões da extremidade do sinal de campo é muito importante. No passado, eram usados codificadores de sinal paralelo ou codificadores incrementais. , Existem muitos cabos de núcleo de sinal, e a proteção contra sobretensão de cada canal é difícil de alcançar (a tensão de sobretensão gerada pela partida de um motor grande ou um raio), e muitas vezes o sinal do codificador tem uma queima de porta; e o sinal SSI é uma conexão em série síncrona, como adicionar uma proteção contra surtos de onda, o atraso na transmissão do sinal destrói a sincronização e o sinal é instável. O sinal Canopen é uma transmissão assíncrona ou broadcast de alta velocidade, que não tem muita influência na inserção do protetor contra surtos. Portanto, se o codificador Canopen e o controlador receptor forem adicionados ao protetor de sobretensão, ele poderá ser usado com mais segurança.
Controlador Canopen PFC
Devido à natureza avançada e segurança dos sinais Canopen, muitos fabricantes de PLC e fabricantes de controladores adicionaram interfaces Canopen para obter o controle Canopen, como Schneider, GE, Beckhoff, B&R, etc. O controlador PFC da Gemple é um pequeno controlador baseado na interface Canopen , que inclui uma unidade de CPU interna de 32 bits, um display de cristal líquido e uma interface homem-máquina para configuração de botões, E/S de comutação de 24 pontos e E/S analógica múltipla e um cartão de memória SD 2G. ligar e desligar, programar registros de eventos, de modo a realizar a função de gravação de caixa preta, análise de falhas e prevenção de operações ilegais por parte dos trabalhadores.
Desde 2008, os fabricantes de PLC das principais marcas famosas adicionaram recentemente a interface Canopen ou estão planejando adicionar a interface Canopen. Quer você escolha PLC com interface Canopen ou controlador PFC com Gertech, o controle baseado na interface Canopen será aumentado. A aplicação de equipamentos tornou-se gradualmente o mainstream.
cinco. Caso de aplicação típico
1. Correção de desvio síncrono para o transporte de guindastes de porta - Dois codificadores multivoltas de valor absoluto Canopen detectam a sincronização das rodas esquerda e direita, e o sinal é enviado para o controlador de interface Canopen para comparação de sincronização PFC. Ao mesmo tempo, o codificador de valor absoluto Canopen pode gerar feedback de velocidade ao mesmo tempo. Através do controlador para fornecer controle de velocidade do inversor, realizar correção de pequenos desvios, correção de grandes desvios, estacionamento com deflexão excessiva e outros controles.
2. Proteção de segurança de velocidade - O codificador absoluto Canopen gera valor de posição e valor de velocidade ao mesmo tempo (saída direta sem cálculo externo) e tem uma resposta mais rápida à proteção de velocidade.
3. Controle de redundância de segurança - Usando o recurso de redundância multimestre do Canopen, o controlador PFC201 pode ser backup com redundância dupla e o segundo controlador pode ser adicionado de acordo com as necessidades do usuário para backup seguro.
4. Função de registro de segurança, o controlador PFC201 possui um cartão de memória 2G SD, que pode registrar eventos (caixa preta) para realizar análises de falhas e prevenir operações ilegais por trabalhadores (verificação de registros de segurança), e obter um controle mais seguro.
5. Posicionamento de estacionamento e anti-oscilação - Usando as características de saída de posição e velocidade do codificador absoluto Canopen ao mesmo tempo, ele pode realizar o controle de circuito fechado duplo de posicionamento de estacionamento e desaceleração lenta, o que pode interromper razoavelmente a curva de velocidade e posição e reduza a oscilação do ponto de elevação ao estacionar.
6. Introdução típica de aplicação:
Guangdong Zhongshan Sea-Crossing Bridge local de construção de grande vão guindaste de pórtico equipamento de elevação controle de correção síncrona, cerca de 60 metros de extensão, altura do guindaste de pórtico de mais de 50 metros, dois sinais de codificador para o comprimento total do cabo do controlador PFC de 180 metros. Opcional:
1. Codificador absoluto multivoltas Canopen - codificador absoluto multivoltas Gertech, codificador absoluto CANopen Série GMA-C, invólucro de grau de proteção IP67, eixo IP65; grau de temperatura -25 graus-80 graus.
2. Controlador Canopen – controlador baseado em Canopen da Gertch: Ele pode ser usado não apenas como controlador principal, mas também como controlador de backup redundante.
3. Protetor contra surtos de porta de sinal Canopen: SI-024TR1CO (recomendado)
4. Cabo de sinal do codificador: F600K0206