如今,創(chuàng)新型機(jī)床設(shè)備大多都采用了模塊化技術(shù)、分散式控制技術(shù)和柔性技術(shù)。它們的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)符合用戶的使用要求,以用戶為主導(dǎo)和符合未來發(fā)展需要。例如,分散式配置的控制系統(tǒng)簡化了整個工作流程,從方案設(shè)計(jì)、規(guī)劃設(shè)計(jì)到性能測試直至調(diào)試驗(yàn)收的全過程皆進(jìn)行簡化。此時(shí),Profibus DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)便是快速掌控各個模塊的基礎(chǔ)和保障,這也適用于移動應(yīng)用或動態(tài)安裝調(diào)試:將數(shù)據(jù)傳送給運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)或移動的機(jī)床及設(shè)備部件。長期以來,這些數(shù)據(jù)傳送的工作都是由母線、匯流環(huán)、數(shù)據(jù)光柵、托板鏈或高柔性的電纜進(jìn)行完成。在機(jī)床設(shè)備的發(fā)展歷程中,也出現(xiàn)過一些無線通信、能和諧集成到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)中的“孤島”。例如藍(lán)牙技術(shù)(IEEE802.15.1)就是一種高可靠性和安全的接口技術(shù),在汽車制造領(lǐng)域中得到了廣泛的推廣使用,作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它提供了抗干擾的數(shù)據(jù)通信和短程無線網(wǎng)絡(luò)功能。
Weidmüller公司研發(fā)的SAI藍(lán)牙模塊所達(dá)到的安全防護(hù)等級為IP 67,適用于在那些因工作時(shí)擴(kuò)展或因空間條件難以使用總線電纜的工作場合、或電纜會干擾設(shè)備部件運(yùn)動的應(yīng)用場合(圖1)。一個SAI藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)能夠利用無線通信方式與6個從站保持通信。在這一過程中,其作為Profibus DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)的一員,同時(shí)也是這一現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的一個從站。各個SAI模塊的工作循環(huán)時(shí)間小于15ms,子集允許無線傳輸距離為50m。
圖1 Weidmüller公司研發(fā)生產(chǎn)的新型SAI藍(lán)牙模塊在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)很多,適用于在因工作擴(kuò)展或空間條件難以使用總線電纜的工作場合;也適合在運(yùn)動設(shè)備部件中使用
意大利的一家自動化系統(tǒng)生產(chǎn)廠為其新型裝配工作站尋找無線通信解決方案。在公司裝配工作站中,不同的發(fā)動機(jī)有著不同的缸間距和氣門中心間距缸蓋。不同缸蓋的裝配和定位裝夾等功能也是有差異的。為此,他們設(shè)計(jì)了一個標(biāo)準(zhǔn)三座標(biāo)裝配機(jī)械手,用于裝配不同型號的發(fā)動機(jī)缸蓋。技術(shù)的復(fù)雜性導(dǎo)致傳感器、信號接收器間以及控制系統(tǒng)輸入和輸出間導(dǎo)線連接的復(fù)雜性。SAI藍(lán)牙模塊的使用令他們實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)(圖2):將現(xiàn)場總線系統(tǒng)與電氣控制柜間的大量電纜,包括費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的電纜都減少到了最少數(shù)量。
圖2 意大利機(jī)床制造集團(tuán)公司對其缸蓋裝配工作站中使用Wireless通信技術(shù)和Weidmüller公司的SAI藍(lán)牙模塊表示滿意
藍(lán)牙模塊定義了在2.4GHz ISM頻段內(nèi)開放的通用無線接口,有效通信距離為100m。使用的是標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙串口技術(shù)協(xié)議SPP基礎(chǔ)之上的通信協(xié)議,基于CANopen作為WIRELESSopen來執(zhí)行。Weidmüller公司把工業(yè)Wireless技術(shù)作為工藝技術(shù),在應(yīng)用領(lǐng)域中制定了可行的解決方案;并非將其作為自動化的替代技術(shù)。SAI藍(lán)牙用于裝配工作站中SAI與網(wǎng)關(guān)間所有數(shù)據(jù)的無線傳送。利用Weidmüller公司的藍(lán)牙SAI,系統(tǒng)可構(gòu)建一個有31個各帶一個網(wǎng)關(guān)的小型對等式網(wǎng)絡(luò)和6個從站(圖3)。在一個系統(tǒng)中共計(jì)可有186個藍(lán)牙模塊相互通話。這些儀器設(shè)備的配置和地址賦值都可以在Profibus DP網(wǎng)絡(luò)中通過慣用的GSD數(shù)據(jù)來完成。
圖3 藍(lán)牙主站作為Profibus現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的一個網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)。藍(lán)牙SAI可構(gòu)成31各帶一個網(wǎng)關(guān)的小型對等式網(wǎng)絡(luò)和6個藍(lán)牙從站
藍(lán)牙系統(tǒng)是堅(jiān)固的、可靠的系統(tǒng),其擁有的校正機(jī)制,例如自適應(yīng)跳頻技術(shù)、FEC正向糾錯和ARQ自動重傳協(xié)議都是藍(lán)牙技術(shù)的強(qiáng)項(xiàng),這些都包含在Weidmüller公司的技術(shù)方案之中。Weidmüller公司的藍(lán)牙模塊中集成了發(fā)射天線,有著各向同性的特征。由于SAI藍(lán)牙模塊是一種無方向性的無線通信儀器,因此其安裝與固定非常方便,且不受斷電和多余信號的干擾。 (轉(zhuǎn)載)
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