淺談貝加萊系統(tǒng)在輪胎設(shè)備上的應(yīng)用

1、淺談貝加萊系統(tǒng)在輪胎設(shè)備上的應(yīng)用韓永剛，翟文彬，楊君偉( 天津賽象電氣自動(dòng)化技術(shù)有限公司，天津300384 )摘要：天津賽象公司制造的六角形鋼絲圈聯(lián)動(dòng)線采用的是貝加萊控制系統(tǒng)。文中對(duì)貝加萊控制系統(tǒng)的編程軟件、人機(jī)界面、伺服系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)的工作特點(diǎn)、參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該系統(tǒng)的應(yīng)用使設(shè)備控制水平得到提高。關(guān)鍵詞：貝加萊；編程；伺服系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)；六角形鋼絲圈中圖分類號(hào)：TQ330. 493 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-797X(2007)10-0055-030. 前言當(dāng)前輪胎公司對(duì)輪胎設(shè)備生產(chǎn)自動(dòng)化及過程自動(dòng)化控制要求越來越高，輪胎公司要生產(chǎn)高質(zhì)量輪胎，要提高工廠管理的自動(dòng)化，要求實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳

2、輸，要求定位精度的提高，要求遠(yuǎn)程診斷功能，都對(duì)設(shè)備控制系統(tǒng)提出了更高的要求；貝加萊工業(yè)自動(dòng)化有限公司，提供了一些面向生產(chǎn)自動(dòng)化及過程自動(dòng)化的控制產(chǎn)品及完整的解決方案。貝加萊公司的產(chǎn)品已經(jīng)用于六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線、方斷面鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線、裁斷機(jī)生產(chǎn)線等輪胎設(shè)備。下面以六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線為例對(duì)貝加萊系統(tǒng)的特點(diǎn)簡單作一些介紹。六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線的配置：控制部分選用B&R Power Panel 200 系列，完成主控及顯示工作（TFT 真彩，VGA 顯示，256 色，10.4 in觸摸屏）；伺服系統(tǒng)選用B&R ACOPOS高精度全數(shù)字伺服，使用高速實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)POWERL

3、INK 控制伺服運(yùn)行；遠(yuǎn)程采用接線簡單的CAN 通訊協(xié)議。系統(tǒng)配置圖如圖1 所示。下面分別介紹一下編程軟件、PCC（可編程計(jì)算機(jī)控制器）、ACOPOS 高精度全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)、通訊網(wǎng)絡(luò)。1. 編程軟件B&R Automation Software現(xiàn)在大多數(shù)工控設(shè)備上要完成顯示功能、控制功能都要用相應(yīng)的軟件來完成，如工控機(jī)軟件、組態(tài)軟件、人機(jī)界面軟件、PLC 邏輯軟件、伺服控制軟件，這么多軟件同時(shí)應(yīng)用在一臺(tái)設(shè)備上對(duì)設(shè)備的前期開發(fā)和后期維護(hù)帶來了不便。圖1 系統(tǒng)配置圖貝加萊公司推出了Automation Software軟件，它提供了統(tǒng)一的編程、透明的通訊方式和清晰的診斷界面，簡化了項(xiàng)目的規(guī)

4、劃、配置、編程、文檔和診斷，其中的常規(guī)功能和自動(dòng)化組件保證了工作的有效性，并除去了不必要的界面，實(shí)現(xiàn)了“一個(gè)工具，多個(gè)目標(biāo)”。Automat ion Software 軟件平臺(tái)具有豐富的函數(shù)庫，標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中的所有功能塊可以用任意一種語言來調(diào)用，也可以在庫管理器中添加新的庫。軟件還嵌套了方便的測(cè)試工具，如項(xiàng)目檢測(cè)、LAD 監(jiān)視、PV 變量檢測(cè)（包括強(qiáng)制模式）、實(shí)時(shí)軌跡追蹤和源代碼調(diào)試。該軟件將內(nèi)容豐富的幫助系統(tǒng)集成在軟件中，提供了項(xiàng)目創(chuàng)建過程的所有幫助，為了編程的方便提供了梯形圖、語句表、流程圖、Basic、C 等編程語言。另外，軟件中的Visual Component，人機(jī)界面部分可以和控制程

5、序部分一同編寫、測(cè)試。由于所有部件充分地集成在一起，可以明顯提高工作效率。所有任務(wù)被存儲(chǔ)在一個(gè)項(xiàng)目中，Visual Component 以完全圖形化的方式來生成可視化界面，定義硬件，畫圖，插入位圖，配置輸入和輸出。界面圖像可以使用圖像編輯器完成。2. 人機(jī)界面系統(tǒng)B&R Panel System貝加萊的Panel System 有三種： Panelware：是模塊化面板功能；工業(yè)級(jí)PC：它帶有標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，是可編程控制的操作和顯示終端； Power Panel（如圖2 所示）：它適應(yīng)于小型與中型機(jī)械與系統(tǒng)，包含了操作面板和控制器，六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線就是使用的該產(chǎn)品，下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹

6、。圖2 Power Panel 外觀B&R 的Power Panel 200 系統(tǒng)是集控制、驅(qū)動(dòng)、操作界面和通訊于一體的控制設(shè)備，用戶可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的需要進(jìn)行靈活的模塊化擴(kuò)展。PCC 可編程計(jì)算機(jī)控制器，是對(duì)傳統(tǒng)PLC 功能的極大提升, 其組網(wǎng)的靈活性、系統(tǒng)平臺(tái)的開放性以及智能性可使復(fù)雜的控制項(xiàng)目得以完美的實(shí)現(xiàn)，在過程自動(dòng)化領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。Power Panel 200 系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)：Intel based 266 MHz 處理器；最大64 MB SDRAM；TFT 液晶顯示屏（10 in）；自帶Ethernet 10/100 通訊接口；自帶RS232 串行通訊接口；2USB（可以選配

7、軟驅(qū)或打印機(jī)）；Flash 插槽（可以外接存儲(chǔ)卡）；無風(fēng)扇，采用DC24V 供電；實(shí)時(shí)時(shí)鐘；aPCI 擴(kuò)展槽（CAN 總線、X2X I /O 擴(kuò)展、ETHERNET Power Link 擴(kuò)展等）。項(xiàng)目的控制任務(wù)和本地的人機(jī)界面任務(wù)均在Power Panel 200 系統(tǒng)中運(yùn)行，其可以通過靈活的現(xiàn)場總線（CAN、X2X、ETHERNETPowerlink）分別與伺服系統(tǒng)、I /O 擴(kuò)展站等相連接。同時(shí)Power Panel 200 又可以通過自帶的以太網(wǎng)口和其他的B&R 面板相連。貝加萊公司的PCC 主要特點(diǎn)是：可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)所有I /O 接口電路均采用光電隔離，有效地抑制了外部干

8、擾源。3. B&R Motion System伺服系統(tǒng)選用B&R ACOPOS 高精度全數(shù)字伺服，使用高速實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)POWERLINK 控制伺服的運(yùn)行。貝加萊電機(jī)反饋采用了光電正弦編碼器（ENDAT），它匯集了增量編碼器與絕對(duì)編碼器的優(yōu)點(diǎn)，還補(bǔ)償了這兩類編碼器的缺點(diǎn)。ENDAT 編碼器系統(tǒng)具有非易失的、不需維護(hù)的電路板EEPROM 數(shù)據(jù)寄存器，操作驅(qū)動(dòng)器所需要的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在這里，減少了調(diào)試和維修的次數(shù)。六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線正是采用了ENDAT 編碼器的優(yōu)點(diǎn)，不但減少了接近開關(guān)傳感器的數(shù)量而節(jié)約了成本，又提高了定位的精度。4. 通訊網(wǎng)絡(luò)六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線伺服用的是B&R ETHE

9、RNET Power Link 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線，I/O 點(diǎn)用的是CAN。下面分別介紹一下這兩種通訊網(wǎng)絡(luò)。4.1 ETHERNET PowerLink 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線介紹ETHERNET Powerlink 是第一個(gè)可靠的、開放的實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn)快速以太網(wǎng)：100Mbps；標(biāo)準(zhǔn)雙絞線；拓?fù)錇樾切突驑湫?；網(wǎng)段長度100 m；網(wǎng)絡(luò)時(shí)滯 1s；循環(huán)時(shí)間 200s（站點(diǎn)數(shù)為10 時(shí)500s）；實(shí)時(shí)循環(huán)時(shí)間可設(shè)定。該總線主要應(yīng)用在那些數(shù)據(jù)交換量大，對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高的場合。結(jié)合六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線的實(shí)際特性，要求1 臺(tái)主機(jī)帶3臺(tái)從機(jī)作速度和位置同步。由于

10、PowerLink具有網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，可以使4 個(gè)伺服軸在0.5 ms 的循環(huán)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位置和速度同步，同步精度極高。從而使六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線生產(chǎn)的鋼絲圈質(zhì)量得到提高。4.2 局域網(wǎng)CAN控制器局域網(wǎng)CAN（Control Area Network）屬于現(xiàn)場總線的范疇，它是一種在自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛使用的多線路協(xié)議和有效地支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制地串行通訊網(wǎng)絡(luò)。CAN 的主要特點(diǎn)有：多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問，無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁，借助接收濾波的多地址幀傳送，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求，配置靈活，全系統(tǒng)數(shù)據(jù)相容，錯(cuò)誤檢測(cè)和出錯(cuò)信息，發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯(cuò)而遭敗壞的幀可自動(dòng)重發(fā)送，暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)脫離。六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線的I /O 點(diǎn)就是采用的CAN 通訊，是由PP220 自帶的CAN口和EX470 進(jìn)行通訊。5. 小結(jié)通過貝加萊系統(tǒng)在六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用，加深了對(duì)貝加萊系統(tǒng)的進(jìn)一步了解，同時(shí)使六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線的控制精度得到了提高，解