 |
|
|
|
|
|
CANopen - standardul în rețele de control embedded
 Nivelul de aplicație CANopen este standardizat internațional ca EN 50325-4. El a fost dezvoltat în mijlocul anilor '90 și a fost prima dată utilizat ca rețea embedded în controlul mașinilor. În particular, constructorii europeni de mașini de imprimat (de ex. Heidelberg), mașini de turnare prin injecție (de ex. Bossi Negri), mașini de prelucrat lemnul (de ex. Homag), și de multe alte tipuri de mașini de uz special, utilizează rețele CANopen de mai mult de 10 ani. La primele generații de rețele embedded bazate pe CANopen, nu erau utilizate profiluri standard. Profilurile specifică datele procesate, parametri de configurare și informațiile de diagnosticare, precum și ansamblul mesajelor în timp real, așa numitele PDO (Process Data Objects). Grupul internațional al producătorilor și utilizatorilor CAN in Automation (CiA), o asociație non-profit cu mai mult de 500 de companii membre, a specificat câteva profiluri standard pentru zone de aplicații foarte diferite. CiA păstrează și dezvoltă toate specificațiile CANopen. Unele dintre acestea sunt disponibile pentru descărcare gratuită pe site-ul CiA (www.can-cia.org).
Funcțiile nivelului de aplicație
Master-ul NTM (Network Management) este responsabil cu controlul stărilor CANopen din toate dispozitivele slave NMT. Acest lucru este realizat de mesajul cu cea mai înaltă prioritate (mesajul NMT) al nivelului de legătură de date CAN. Confirmarea trimisă de dispozitivele slave NMT este implementată ca mesaj de prioritate redusă Heartbeat. Mesajul Heartbeat transmis periodic are și o a doua funcție: el indică faptul că dispozitivele asociate sunt active și funcționale în rețea chiar dacă nu trimite nici un fel de date de proces.
Comunicația peer-to-peer SDO (Service Data Object) implică întotdeauna două dispozitive: SDO client și SDO server. SDO client preia inițiativa comunicației și citește sau scrie în dicționarul obiect CANopen al serverului SDO. Dicționarul obiect este o listă de parametri adresabilă cu ajutorul unui index pe 16 biți și a unui sub-index pe 8 biți.  Aceasta depășește limitarea de 11 biți a identificatorului CAN, care permite identificarea unică a 2048 de mesaje. Teoretic fiecare dispozitiv poate fi client SDO al oricărui alt dispozitiv și invers. În majoritatea aplicațiilor master/slave, aplicația master este SDO client pentru toate celelalte dispozitive. În cazul CANopen sunt câteva aplicații ce permit mai multe dispozitive master.
Transferul SDO poate fi segmentat, aceasta însemnând încărcarea sau descărcarea oricărei cantități de date. Serverul confirmă fiecare segment. Un singur canal SDO necesită numai doi identificatori de mesaj CAN, deși unul sau patru byte din câmpul de date sunt necesari pentru protocolul SDO.
Pentru comunicare în timp real, CANopen oferă PDO-urile. Acestea sunt mesaje unice neconfirmate cu până la 8 byte de date de proces. Programarea și prioritizarea PDO-urilor, precum și maparea datelor de proces sunt configurabile. Aceasta conferă proiectanților de sisteme un foarte înalt grad de flexibilitate pentru optimizarea comportamentului în timp real. Pe de altă parte acest lucru oferă responsabilitate proiectantului sistemului. Una dintre caracteristicile unice ale CANopen este transmisia și recepția sincronizată a PDO, declanșată cu ajutorul mesajului de sincronizare Sync.
Avantajul unui nivel de aplicație standardizat este faptul că mai mulți distribuitori de software oferă serii de protocoale de raft CANopen sub formă de cod sursă sau cod binar. Există de asemenea proiecte CANopen de tip open source ce oferă protocoale cu descărcare gratuită. Suplimentar, unii producători oferă unelte CANopen pentru întregul proces de dezvoltare al dispozitivului și sistemului, inclusiv unelte de diagnosticare.
Profiluri de dispozitive, interfețe și aplicații
A doua generație de rețele CANopen utilizează profiluri de dispozitive standard. CiA a lansat profiluri generice pentru module de I/O (CiA 401), dispozitive de comandă electrică (CiA 402 publicat ca IEC 61800-7-201/301), traductoare (CiA 404), encodere (CiA 406), precum și comenzi și supape hidraulice. Suplimentar, există profiluri standard pentru aplicații dedicate, de exemplu colimator pentru dispozitive medicale (CiA 412-2), dispozitiv de alimentare pentru mașini de țesut (CiA 414-2), și dispozitive de ieșire pentru mașini de extrudare (seriile CiA 420). CiA a lansat de asemenea și câteva profiluri de interfețe, de exemplu poartă ASI-to-CANopen (CiA 445), poartă CANopen-to-truck (seriile CiA 413). Asemenea profiluri de dispozitive și interfețe standardizate simplifică integrarea sistemelor și scurtează timpul de dezvoltare al acestora. Acest lucru este foarte important de exemplu pentru industria indiană, deoarece ei pot recupera mult mai rapid decalajul față de constructorii de mașini europeni și nord americani. Pot fi cumpărate aceleași dispozitive și unelte de raft ca și competitorii.
Profilurile de aplicații specifică nu numai o interfață la dispozitiv, ci toate interfețele din sistem. Deci profilurile de aplicații sunt specifice acestor aplicații. CiA a lansat profilurile de aplicații CANopen pentru controlul lifturilor (CiA 417), vehiculelor pe șină (CiA 421), sistemelor fotovoltaice (CiA 437), etc. Profilurile de aplicații definesc dacă este necesar comunicația în cruce PDO dintre dispozitive. Abordarea la nivel de profil de aplicație este privită ca a treia generație de rețele CANopen.
Concluzie
CANopen este un set de specificații de comunicație dedicat pentru sistemele de control embedded. Proiectanții de sisteme trebuie să ia în considerare câteva limitări: viteză versus lungimea rețelei (1 Mbit/s la 25 m până la 50 kbit/s la 1 km); 127 de dispozitive într-un segment CANopen și 512 PDO-uri de transmis și 512 PDO-uri de recepționat pe dispozitiv. CANopen este utilizat într-o gamă foarte largă de aplicații: dincolo de controlul mașinilor, această tehnologie de rețea este aplicată pentru dispozitive medicale, automatizarea laboratoarelor, vehicule de teren și motociclete, automatizarea clădirilor, sisteme eoliene, control embedded al ușilor. CiA a dezvoltat mai mult de 50 de profiluri standard, ceea ce reprezintă un mare avantaj pentru proiectanții de sisteme. Ei pot utiliza hardware, software și unelte CANopen de la mai mult de 800 de furnizori. Unii dintre aceștia sunt listați în ghidul de produse CANopen, disponibil pe site-ul CiA. CANopen este liderul rețelelor embedded în unele domenii (de ex. mașini de procesare plastice, mașini pentru industria textilă, mașini de imprimare după tipar etc.). CANopen câștigă din ce în ce mai mult pe piața dispozitivelor medicale și a automatizării laboratoarelor. În industrii cu cicluri lungi de dezvoltare - precum construcții de mașini, vehicule off-road și pe șine - CANopen este bine acceptat și va deveni tehnologia de rețea dominantă.
CAN in Automation (CiA) GmbH
Tel: +49-911-928819-0; Fax: +49-911-928819-79
http://www.can-cia.org
headquarters@can-cia.org
. Nivelul de aplicație CANopen este standardizat internațional ca EN 50325-4. El a fost dezvoltat în mijlocul anilor '90 și a fost prima dată utilizat ca rețea embedded în controlul mașinilor. În particular, constructorii europeni de mașini de imprimat (de ex. Heidelberg), mașini de turnare prin injecție (de ex. Bossi Negri), mașini de prelucrat lemnul (de ex. Homag), și de multe alte tipuri de mașini de uz special, utilizează rețele CANopen de mai mult de 10 ani. La primele generații de rețele embedded bazate pe CANopen, nu erau utilizate profiluri standard. Profilurile specifică datele procesate, parametri de configurare și informațiile de diagnosticare, precum și ansamblul mesajelor în timp real, așa numitele PDO (Process Data Objects). Grupul internațional al producătorilor și utilizatorilor CAN in Automation (CiA), o asociație non-profit cu mai mult de 500 de comp ...  |
|
M12-Tehnica cea mai rapidă de conectare - Costuri reduse substanțial prin utilizarea noului conector rapid S12x1
 De peste 20 de ani conectorul rotund M12x1 s-a impus în automatizarea industrială. Astăzi, în aproape toate aplicațiile industriale, aplicații extrem de diferite între ele, se apelează aproape exclusiv la acest tip de conector. Etanșeitatea, robustețea și varietatea de modele (numărul diferit de pini sau tipurile diferite) sunt motivele pentru care orice utilizator alege să folosească acest conector. Tot datorită variantelor cu număr de pini diferiți, conectorul se pretează la transmiterea semnalelor de curenți mici.
În scopul optimizării conectorului clasic standardizat M12, se dorește reducerea timpului de montaj. Înșurubarea cu filet M12x1 oferă un grad sporit de siguranță, în schimb înseamnă pentru multe dintre aplicații, costuri de montaj ridicate.
Multe dintre domeniile de aplicații presupun existența a sute sau chiar mii de conectori pe aplicație. Pentru reducerea timpilor de montaj, în astfel de aplicații, ar fi ideală utilizarea unui conector rapid M12x1 care să ofere în același timp rapiditate dar și siguranță în montaj. În ultimii ani au existat eforturi comune ale utilizatorilor și producătorilor pentru scoaterea pe piață a unui conector ideal. Deși există deja mai multe variante de conectori rapizi ei nu au reușit să acopere toate cerințele utilizatorului și să se apropie astfel de conectorul ideal.
Având la bază experiența aplicațiilor, clienții știu foarte clar ce așteaptă de la un conector atunci când îl achiziționeză.
Compatibilitatea totală cu conectorul M12 standardizat este principala caracteristică cerută unui conector rapid. Această compatibilitate asigură în primul rând înlocuirea 1:1 a conectorilor M12 dintr-o instalație fără a fi nevoie de modificări în sistem. În afară de compatibilitate, conectorii trebuie să fie robuști și să aibă un design potrivit aplicațiilor industriale.
Montajul riguros al conectorilor presupune o confirmare clară a realizării conexiunii și în același timp o siguranță că legătura este etanșă și asigură transmiterea semnalului. Aplicațiile industriale impun rezistență mecanică mare la încercarea de desprindere a conectorului în poziția de blocaj.
Datorită faptului că niciun concept de conector rapid nu a reușit să satisfacă toate cerințele aplicațiilor industriale, firma ESCHA a reluat cercetările și în acest fel s-a ajuns la o concluzie extrem de interesantă: pe lângă cerințele bine cunoscute, s-a descoperit faptul că nu toate elementele de câmp la care se leagă conectorii, respectă toleranțele de abatere de la un filet M12.
A devenit clar că noul conector rapid trebuie să compenseze aceste abateri și în acest mod să devină universal.
Inginerii germani au patentat o soluție tehnică nouă care a devenit baza producției de serie.
Cum funcționează un conector S12x1?
Conectarea părții mamă-priza a unui S12 se realizează o dată prin conectorul propriu-zis și apoi printr-un filet M12 interior realizat din 6 segmente separate care vin peste partea de conectare tată-fișa de la elemental din câmp. Printr-o apăsare axială, garnitura de etanșeizare se comprimă iar sistemul de blocaj extern se poziționează drept. Cele 6 segmente încep să acționeze iar blocajul este realizat.  Blocajul este confirmat sonor și tactil, iar cel care montează poate fi sigur după această confirmare, de faptul că conexiunea este realizată corect. Pentru ușurarea montajului, conectorul axial are pe corpul de prindere un semn de codificare ce indică poziția exactă pentru realizarea conexiunii.
Folosind calculațiile FEM (Finite Elemente Methode), firma ESCHA a ales ca material de confecționare a conectorilor, variante de mase plastice cu rezistență la temperaturi de lucru cuprinse între -30 … +80°C și care asigură și o deconectare ulterioară fără probleme. Datorită faptului că forma constructivă-conturul conectorului rapid S12x1 nu este deloc modificat față de conectorii clasici, utilizatorul nu se vede nevoit să facă nicio modificare la elementele de câmp, iar în plus apare și avantajul faptului că S12x1 reușește să compenseze abaterile de filet ale elementelor de câmp asigurând, chiar și în aceste condiții, etanșeitatea. În cazul filetelor care nu păstrează cotele standard există posibilitatea de a roti încă puțin manșonul de blocaj peste filetul elementului de câmp, în acest mod asigurându-se conexiunea festă și, în același timp, etanșeitatea. Blocajul radial asigură o compresie suplimentară a garniturii inelare. În cazul în care filetele elementelor de câmp respectă întru totul standardele, ajustarea suplimentară nu mai este necesară iar conectarea devine o simplă operațiune push-pull.
Pentru a face conectorii cât mai rezistenți la vibrații, aceștia au integrat un sistem care s-a dovedit a fi extrem de eficient. Prin această siguranță suplimentară se asigură o rezistență mărită la șoc și vibrații, ceea ce duce la creșterea fiabilității în toate aplicațiile industriale.
Firma germană ESCHA a reușit să dezvolte o tehnologie inovativă care implică o “conectare rapidă” iar cu ajutorul metodelor MTM (Methodic Time Management), s-a demonstrat că S12x1 reduce cu 85% timpul de montaj, comparativ cu un M12 clasic. Prin utilizarea de conectori S12x1, beneficiarul reușește să economisească nu numai timp dar și bani.
Fișa S12x1 a fost introdusă pe piață la sfârșitul anului 2007. În vara lui 2008 a urmat lansarea prizei corespunzătoare.
Datorită acceptanței pe piață de care s-au bucurat încă de la început, sistemele rapide de conectare există deja în variante drepte, cu cot iar de la începutul lui 2009 și cu LED. Toate componentele unui conector S12x1 au clasa de protecție IP67 și sunt disponibile în variante cu 3- până la 12 pini.
ESCHA - Despre noi
ESCHA este unul dintre cei mai mari furnizori de conectori și carcase. De peste 25 de ani, firma ESCHA, o firmă de familie germană cu peste 400 de angajați, produce în orașul Halver din Sauerland/Germania.
ESCHA deține un portofoliu de produse inovative care s-au impus de-a lungul timpului pe piața de automatizări industriale. Datorită aprofundării cercetărilor, firma ESCHA este astăzi capabilă să rezolve flexibil, aplicații specifice, în mod independent.
Stephan Thelen
Turck Automation Romania SRL
Str. Iulie Tetrat nr. 18, sector 1, 011914 București
Tel. (021) 230.02.79 - Fax (021) 231.40.87
stephan.thelen@turck.com
www.turck.ro
. De peste 20 de ani conectorul rotund M12x1 s-a impus în automatizarea industrială. Astăzi, în aproape toate aplicațiile industriale, aplicații extrem de diferite între ele, se apelează aproape exclusiv la acest tip de conector. Etanșeitatea, robustețea și varietatea de modele (numărul diferit de pini sau tipurile diferite) sunt motivele pentru care orice utilizator alege să folosească acest conector. Tot datorită variantelor cu număr de pini diferiți, conectorul se pretează la transmiterea semnalelor de curenți mici.
În scopul optimizării conectorului clasic standardizat M12, se dorește reducerea timpului de montaj. Înșurubarea cu filet M12x1 oferă un grad sporit de siguranță, în schimb înseamnă pentru multe dintre aplicații, costuri de montaj ridicate.
Multe dintre domeniile de aplicații presupun existența a sute sau chiar mii de conectori pe aplicație. Pentru reducerea timpilor de montaj, în astfel de aplicații, ar fi ideală utilizarea unui conector rapid M12x1 care să ofere în același timp rapiditate dar și siguranță în montaj. În ultimii ani au existat eforturi comune ale utilizatorilor și producătorilor pentru scoaterea pe piață a unui conector ideal. Deși există deja mai multe variante de conectori rapizi ei nu au reușit să acopere toate cerințele utilizatorului și să se apropie astfel de conectorul ideal.
Având la bază experiența aplicațiilor, clienții știu foarte clar ce așteaptă de la un conector atunci când îl achiziționeză.
Compatibil ... |
 |
|
|
