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系统

公交系统:

使用传感器-执行器总线系统网络具有以下基本优势:
- 减少连接费用:
- 可对设备进行广泛的诊断和编程。
以下是可供选择的总线系统:

CAN:

  • CAN 满足汽车行业(防抱死制动系统、安全气囊、汽车管理)的实时需求
  • 多主机系统
  • 信息文本(速度、位置......)本身通过整个网络的标识符进行标记,而不是对节点进行索引。
  • 检查信息的重要性
  • 接受或忽略 ® 全网广播
  • 网络高分配
  • 监控(高可靠性)
  • 总线规格符合 CAN 高速 ISO/DIN 11898 标准,传输速率高达 1 Mbaud。

导言

Meyle CANopen 编码器是一种绝对式编码器。所述版本通过
"CAN-bus "传输介质(物理方式:屏蔽双绞线)将其当前位置发送到另一个站。
串行总线系统 CAN(控制器局域网)最初是为汽车应用而开发的,如今在工业自动化技术中的应用越来越广泛。该系统与多主机兼容,即多个 CAN 站可同时请求总线。数据传输由报文的优先级决定。优先级最高的报文(由标识符决定)将立即被接收。CAN 系统内有报文标识符,但没有传输地址。正在发送的报文可以同时被所有站点接收(广播)。通过特殊的过滤方法,控制站只接收相关的报文。
总线耦合器是根据国际标准 ISO-DIS 11898(CAN 高速)进行标准化的。
总线耦合器根据国际标准 ISO-DIS 11898(CAN 高速)进行了标准化,数据传输速率最高可达 1 MBit/s。
CAN 协议的最大特点是传输可靠性高(汉明距离 = 6)。编码器中使用的英特尔 82527 CAN 控制器与全 CAN 兼容,支持 CAN 规范 2.0 B 部分(带 11 位标识符的标准协议以及带 29 位标识符的扩展协议)。

应用领域

在需要记录驱动装置或机器其他部件的位置并向控制系统发出信号的应用中,编码器可以实现这一功能。编码器可以解决以下问题
例如,通过 CAN 总线向定位装置发送有关当前驱动位置的反馈信号,从而完成定位任务。

CANopen 配置文件

CANopen 允许


- 设备同步,
- 网络自动配置,
- 轻松访问所有设备参数。
CANopen 使用四种具有不同功能的通信对象 (COB):
- 用于实时数据的过程数据对象 (PDO)
- 用于传输参数和程序的服务数据对象 (SDO)
- 网络管理 (NMT、生命防护)
- 预定义对象(用于同步、时间戳、紧急信息)
- 同时进行数据输入和输出。
- 循环和事件控制过程数据处理,
所有设备参数都存储在对象目录中。
该目录由三部分组成:
- 通信
- 配置文件参数,
- 设备配置文件参数和制造商特定参数。

编码器设备配置文件 {CIA DSP 406)

该配置文件描述了编码器接口的标准化和约束性定义,但与制造商无关。该配置文件不仅定义了使用哪些 CANopen 功能,还定义了如何使用这些功能。该标准允许使用开放的、独立于制造商的总线系统。设备配置文件包括两个对象类别
  • 标准类别 C1 描述了轴编码器必须包含的所有基本功能
  • 扩展类别 C2 包含各种附加功能,C2 类轴编码器必须支持这些功能(强制性)或可选功能。因此,C2 类设备包含所有 C1 和 C2 的强制功能,以及根据制造商的不同而提供的其他可选功能。此外,配置文件中还定义了一个可寻址区域,根据制造商的不同,可为该区域分配不同的功能。

数据传输

在 CANopen 中,数据通过两种不同功能的通信类型(COB = 通信对象)进行传输:

- 流程数据对象 (PDO)
- 服务数据对象 (SDO)
信息对象的优先级由 COB 标识符决定。 过程数据对象 (PDO) 用于实时数据(如轴编码器的位置)的高度动态交换,最大长度为 8 字节。
这些数据以高优先级 { 低 COB 标识符)传输。PDO 是广播信息,可同时向所有需要的接收方提供信息。服务数据对象(SDO)是传输设备参数(如轴编码器分辨率编程)的通信通道。由于这些参数的传输是非周期性的(例如仅在启动网络时传输一次),因此 SDO 对象的优先级较低 { COB 标识符较高)。

Profibus:一般信息

PROFIBUS DP 的基本功能在此仅作简要介绍,如需了解更多信息,请参阅
PROFIBUS DP 标准,即 DIN 19245-3 和 EN 50170。

导言

Meyle Profibus 编码器是绝对式编码器。所述版本通过传输介质 "PROFIBUS DP"(物理方式:屏蔽双绞线)将其当前位置发送到另一个站。Profibus 编码器支持编码器配置文件中列出的所有 1 级和 2 级功能。 PROFIBUS-DP 是标准化的,具有约束力,但与生产商无关,适用于生产、过程和自动化领域的各种应用。欧洲标准 EN 50 170 规定了开放性和独立于制造商的要求。
PROFIBUS-DP 允许与不同制造商生产的设备进行通信,无需对接口进行任何特殊调整。PROFIBUS DP 是用于现场级快速数据交换的特殊标准版本,在速度和低连接成本方面进行了优化。PROFIBUS DP 可与本地现场设备(如驱动器、阀门或编码器)集中连接。这些设备之间的数据交换主要是周期性的。根据 EN 50 170 欧洲标准,这种交换所需的通信功能由 PROFIBUS DP 的功能决定。

应用领域

在需要记录驱动装置或机器任何其他部分的位置并将其传送到控制系统的系统中,编码器就承担了这一功能。例如,编码器可以:
通过 PROFIBUS DP 向定位装置发送有关当前驱动位置的反馈信号,从而完成定位任务。

Profibus DP 的基本功能

中央控制系统(主站)循环读取从站的输入信息,并将输出信息传送给从站。为此,总线周期时间必须短于中央控制系统
(如 SPC 或 IPC)的程序周期时间,在一些应用中,总线周期时间约为 10 毫秒。除了
PROFIBUS DP 版本不仅可以循环传输用户数据,还具有强大的诊断和初始运行程序功能。数据传输由从站和主站的看门狗功能控制。下面简要介绍 PROFI BUS DP 的基本功能。

传输技术:

- 停止:只能进行主站与主站之间的数据传输
- 清除:读取输入数据,输出数据保持安全状态

- RS-485 双绞线
- 波特率范围为 9.6 kbit/s 至 12 Mbit/s
- 每个 DP 从站最多可输入和输出 246 个字节的数据
- 输入和/或输出同步

公交车路线

  • 可采用单主站或多主站系统
  • 主站之间的令牌传递程序和从站的主从程序
  • 主站和从站设备,一条总线上最多可有 126 个站

同步:

  • 控制指令可实现输入和输出数据同步
  • 同步模式:同步输出数据

保护功能:


- DP 从站输入/输出的访问保护
- 所有报文均以 HD=4 的汉明距离传输
- DP 从站的响应控制
- 主站通过可调控制计时器监控用户数据通信

交流:

- 点对点(用户数据通信)或多路(控制指令)
- 循环主从用户数据通信和非循环主从数据传输

功能性

- 通过总线为 DP 从站分配地址
- 在 DP 主站和 DP 从站之间循环传输用户数据
- 通过总线配置 DP 主站 (DPM1)
- 动态激活或停用单个 DP 从站
- 控制 DP 从站的配置。
- 强大的诊断功能,3 级阶梯诊断信息。

设备类型

- DP 主站级别 2 (DPM2),例如编程/项目规划设备
- DP 主站级别 1 (DPM1),例如 SPC、PC 等中央自动化设备
- DP 从站,例如带有二进制或模拟输入/输出的设备、驱动器、阀门

运行状态:

运行:输入和输出数据的循环传输

诊断功能

PROFIBUS DP 广泛的诊断功能可快速定位可能出现的错误。诊断信息
通过总线传输,并在主站连接在一起。

系统性能

为了确保设备之间的高水平交换性,PROFIBUS DP 的系统性能也已标准化。DPM1 可由本地控制,也可由项目规划设备通过总线控制。主要有以下三种状态

运行

DPM1 已进入数据传输阶段。在循环数据传输的情况下,输入端由 DP 从站读取,而输出端则传输至 DP 从站。在 DPM1 的数据传输阶段发生错误(例如 DP 从站故障)后,系统的响应由操作参数 "Auto Clear(自动清除)"决定。
如果该参数设置为 "true"(真),则一旦某个 DP 从站无法再进行用户数据通信,DPM1 将把所有相应 DP 从站的输出设置为安全状态。如果该参数设置为 = false,则即使发生错误,DPM1 也将保持运行状态,用户可自行决定系统的响应。

停止

DPM1 和 DP 从站之间没有数据通信。

清晰

DPM1 读取 DP 从站的输入信息,并保持 DP 从站输出的安全状态。

DPM1 和 DP SLAVES 之间的循环数据传输

DPM1 和相应 DP 从站之间的数据通信由 DPM1 按固定的循环顺序自动处理。在配置总线系统时,用户为 DPM1 分配一个 DP 从站。此外,这些从站还可加入或退出用户数据通信。DPM1 和 DP 从站之间的数据通信分为三个阶段:参数化、配置和数据传输。 在将 DP 从站纳入数据传输阶段之前,DPM1 会在参数化和配置阶段进行检查、
计划设置的配置是否与设备的实际配置一致。为此,设备类型、格式和长度信息以及输入和输出线的数量都必须正确无误。通过这种检查,可确保最终参数设置的可靠性和正确性。除了由 DPM1 自动执行的用户通讯外,用户还可以要求将新的参数化数据发送到 DP 从站。

简介

PROFINET 由 PROFIBUS 国际组织 (PI) 推出,是基于工业以太网技术的新一代自动化总线标准。 PROFINET 为自动化通信提供了一个健全而完整的网络解决方案。
该跨供应商技术与工业以太网和现有的 profibus 技术兼容,可保护现有投资。这种跨供应商技术与工业以太网和现有的 profibus 技术兼容,可保护现有投资。

技术

为实现上述通信功能,定义了以下三个通信协议级别。[1]

- TCP/IP 用于 PROFINET CBA 和工厂调试,响应时间约为 100ms。
- RT(实时)通信协议用于 PROFINET CBA 和 PROFINET 10,响应时间小于 1 Oms。
IRT 0sochronous real-time)通信协议用于驱动系统的 PROFINET 10 通信,响应时间小于 1 ms。以太网分析工具有助于记录和显示 PROFINET 通信协议的数据包。某些软件可以解释 PROFINET 数据帧。

PROFINET 组件模型

PROFINET CBA 系统包括由标准编程工具生成的许多自动化组件、机械、电子或 IT 变量。组件由 XML 格式的 PROFINET 组件描述(PCD)文件描述。规划工具加载这些描述并建立不同组件之间的逻辑关系。这种模式在很大程度上受到 EC 61499 标准的影响。PROFINET CBA 的基本概念是,很多时候自动化系统可以分成几个小的子系统,这些子系 统都有明确的逻辑关系。
相互区别。PROFINET 组件一般只受几个输入信号的控制。通过这些组件,用户编写的程序可以激活组件中的特定功能,并利用制造商中立技术将输出信号传送到另一个组件。基于组件的通信只需要规划,而不需要编程。PROFINET CBA 通信(非实时通信)适用于总线周期时间为 50-100 毫秒的系统。

PROFINET 和外围设备

PROFINET 网络通过 PROFINET 10 与外部设备通信。PROFINET 10 定义了连接到现场的外部设备的通信功能。其基础是级联的实时概念。PROFINET 10 定义了控制器(具有 "主站功能 "的设备)和其他设备(具有 "从站功能 "的设备)之间完整的数据交换、参数设置和诊断功能。PROFINET 10 的设计目的是在以太网连接的设备之间提供快速数据传输,并支持提供商-消费者模式。支持 PROFI BUS 通信协议的设备可以无缝连接到 PROFINET 网络,而不需要 IO 代理和其他设备。设备开发人员可以使用市面上的以太网控制器来开发 PROFINET 10 设备。PROFINET 10 适用于网络周期为几毫秒的系统。[2]
PROFINET 10 系统包:

- 控制自动化任务的 10 控制器。
- 10 设备,一般是由 10 控制器控制和监视的现场设备。一个 10 设备可能包括几个模块或子模块。
- 10 监控器,一个 PC 软件,可以设置参数和诊断各个模块的状态。

PROFINET 10 在 10 控制器和 10 设备之间建立应用关系(AR),其中定义了具有不同特性的通信关系 (CR),如参数传递、定期数据交换和警报处理。

PROFINET 10 寻址

PROFINET 网络中的每个模块都有以下三个地址:

- MAC 地址o
- IP 地址o
- 设备名称是在整个网络配置中为模块定义的逻辑名称。由于 PROFINET 使用 TCP/P,因此使用 MAC 地址和 IP 地址。如果一个设备被另一个设备取代,其 MAC 地址会发生变化,而 IP 地址则是
动态寻址。为了给网络上的某个设备起一个固定的名字,设备被命名为
。为了分配 IP 地址、子网掩码和默认网关,定义了以下两种方法:
DCP(协议)(发现和配置协议)。
DHCP(动态主机配置协议)。

PROFINET 和实时

在 PROFINET 10 网络中,程序数据和警告都是实时传输的。PROF-INET 的实时性符合 IEEE 和 IEC 的定义,允许在网络周期内的有限时间内处理实时业务。实时通信是 PROFINET 10 数据的基础。
交换。在处理时,实时数据的优先级高于 TCP(UDPVIP 数据)。PROFINET RT 是分散式外围实时通信的基础,也是 PROFINET 组件模型(PROFINET CBA)的基础。一般数据交换的总线周期为数百微秒。

PROFINET 和异步通信

PROFINET 的等时数据交换是在等时实时(IRT)功能中定义的。 具有 IRT 功能的 PROFINET 10 现场设备在现场设备中集成了交换端口,并可以基于以太网控制器 ERTEC 400/200。
秒。等时通信与实时通信的区别在于前者具有高度的确定性。总线周期的开始时间可保持高精度,抖动不超过 1 µs。运动控制应用(如电机位置控制程序)使用等时实时通信。

应用简介

应用配置文件(配置文件)是一种特殊的设备或为特殊应用预先定义的功能和特性配置。 PROFINET 应用配置文件由 PI(PROFIBUS 和 PROFINET 国际协会)工作组制定,并由 PI 发布。应用配置文件有助于设备的开放性、互操作性和互换性,因此最终用户可以确信不同设备制造商提供的类似设备将具有标准化的功能和使用方法。
用户的选择促进了设备制造商的竞争,从而提高了产品的功能,降低了成本。PROFINET 有许多应用配置文件,如编码器、PROFldrive 和 PROFIsafe。甚至还有专门的列车应用配置文件。2009 年,德国汽车制造商提出了 PROFlenergy 应用配置文件,主要用于管理汽车制造过程中的能源消耗。
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