Industrial Automation at Control
Ngayon pang-industriya na mga sistema ng awtomatiko naging tanyag sa marami sa mga industriya at may mahalagang papel sa pagkontrol sa maraming operasyon na nauugnay sa proseso. Dahil sa pagpapatupad ng isang iba't ibang mga pang-industriya na network sa kanilang pamamahagi sa heograpiya sa pabrika o industriya, ang paglilipat ng data ng data at pagkontrol sa kakayahan ay naging mas sopistikado at madaling mula sa mababang antas hanggang sa mataas na antas na kontrol. Ang mga pang-industriya na network na ito ay itinuturo sa pamamagitan ng iba't ibang mga bus na patlang na gumagamit ng iba't ibang mga pamantayan sa komunikasyon tulad ng CAN protocol, Profibus, Modbus, Device net, atbp. Kaya't tingnan natin kung paano gagana ang komunikasyon para sa pag-automate ng mga industriya at iba pa mga system na batay sa automation .
Panimula sa Industrial Automation at Control
Ipinapakita ng figure sa ibaba ang arkitektura ng pang-industriya na awtomatiko at kontrol kung saan ang tatlong antas ng kontrol ay ginaganap upang i-automate ang buong system. Ang tatlong antas na ito ay ang kontrol at pag-aautomat, kontrol ng proseso, at kontrol na mas mataas ang order. Ang antas ng Control at Automation ay binubuo ng iba't ibang mga aparato sa larangan tulad ng mga sensor at actuator upang subaybayan at kontrolin ang mga variable ng proseso.
Arkitektura ng Industrial Automation
Ang Antas ng Control ng Proseso ay isang gitnang tagapamahala na responsable para sa pagkontrol at pagpapanatili ng maraming mga aparato sa pagkontrol tulad Programmable Logic Controllers (PLCs) , at pati na rin ang Mga User Graphical Interface tulad ng SCADA at Human Machine Interface (HMI) ay kasama rin sa antas na ito. Ang Antas ng Control ng Mas Mataas na Order ay isang antas ng enterprise na namamahala sa lahat ng pagpapatakbo na nauugnay sa negosyo.
Sa pamamagitan ng malapit na pagmamasid sa diagram sa itaas at sa bawat isa sa bawat antas at din sa pagitan ng mga antas, ang mga bus ng komunikasyon tulad ng Profibus at pang-industriya Ethernet ay nakikita bilang konektado upang makipagpalitan ng impormasyon. Samakatuwid, ang bus ng komunikasyon ay ang pangunahing sangkap sa pang-industriya na awtomatiko para sa maaasahang paglipat ng data sa mga tagakontrol, computer at mula rin sa mga aparatong patlang.
Kontrolin ang Area ng Network o CAN Protocol
Modelo ng Open Systems Interconnection (OSI)
Komunikasyon sa data ay ang paglipat ng data mula sa isang punto patungo sa isa pa. Upang suportahan ang komunikasyon sa industriya, ang International Organization for Standardization ay gumawa ng modelo ng Open Systems Interconnection (OSI) para sa pagbibigay ng data transfer sa pagitan ng iba`t ibang mga node. Ang OSI protocol at framework na ito ay nakasalalay sa gumawa. Gumagamit ang CAN protocol ng mas mababang dalawang mga layer ibig sabihin, pisikal at mga layer ng link ng data mula sa pitong mga layer ng modelo ng OSI.
Ang isang Controller Area Network, o CAN protocol ay isang multi-master serial bus komunikasi , at ito ay isang network ng mga independiyenteng tagakontrol. Ang kasalukuyang bersyon ng CAN ay ginagamit mula pa noong 1990, at ito ay binuo ng Bosch at Intel. Nai-broadcast nito ang mga mensahe sa mga node na ipinakita sa isang network sa pamamagitan ng pag-aalok ng isang bilis ng paghahatid na umaabot sa 1 Mbps. Para sa isang mabisang paghahatid, sumusunod ito sa maaasahang mga pamamaraan ng pagtuklas ng error - at, para sa arbitrasyon sa priyoridad ng mensahe at pagtuklas ng banggaan, gumagamit ito ng maramihang access protocol ng carrier. Dahil sa maaasahang mga katangiang paglipat ng data, ang protokol na ito ay ginamit sa mga bus, kotse at iba pang mga system ng sasakyan, automation ng pabrika at pang-industriya, aplikasyon sa pagmimina, atbp.
CAN Data Transmission
CAN protocol ay hindi isang address-based na protokol, ngunit ang mensahe na nakatuon sa mensahe, kung saan ang naka-embed na mensahe sa CAN ay may mga nilalaman at priyoridad ng paglilipat ng data. Hanggang sa pagtanggap ng data sa bus, ang bawat node ay nagpasiya kung itatapon o iproseso ang data - at pagkatapos ay depende sa system, ang mensahe ng network ay nakalaan sa solong node o maraming iba pang mga node. Pinapayagan ng komunikasyon ng CAN ang isang partikular na node upang humiling ng impormasyon mula sa anumang iba pang node sa pamamagitan ng pagpapadala ng RTR (Remote Transmit Request).
MAAARI ang Paghahatid ng Data ng Protocol
Nag-aalok ito ng awtomatikong paghahatid ng walang bayad na data sa pamamagitan ng paglilipat ng pinakamataas na priyoridad na mensahe at pag-back at paghihintay sa mas mababang priyoridad na mensahe. Sa protokol na ito, ang nangingibabaw ay isang lohikal na 0, at ang recessive ay isang lohikal na 1. Kapag ang isang node ay nagpapadala ng recessive bit at ang isa pa ay nagpapadala ng isang nangingibabaw na bit, pagkatapos ay nanalo ang nangingibabaw na bit. Nagpapasya ang isang iskema ng arbitrasyon na batay sa priyoridad kung bibigyan ng pahintulot na ipagpatuloy ang paghahatid kung ang dalawa o higit pang mga aparato ay nagsimulang magpadala nang sabay.
CAN Message Frame
Ang isang CAN network ng komunikasyon ay maaaring mai-configure ng iba't ibang mga format ng frame o mensahe.
- Karaniwan o Base Frame Format o CAN 2.0 A
- Pinalawak na Format ng Frame o CAN 2.0 B
Karaniwan o Base Frame Format o CAN 2.0 A
Ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang format na ito ay ang haba ng mga bits, ibig sabihin, sinusuportahan ng base frame ang haba ng 11-bits para sa identifier, samantalang ang pinalawig na frame ay sumusuporta sa haba ng 29-bits para sa identifier, na binubuo ng 18-bit extension at isang 11-bit na pagkakakilanlan. Ang bit ng IDE ay naiiba ang CAN na pinalawak na format ng frame at ang CAN base frame format kung saan ang IDE ay naipadala bilang nangingibabaw sa isang an11-bit na case ng frame at recessive sa isang 29-bit na case ng frame. Posible ring magpadala o makatanggap ng mga mensahe sa base frame format ng ilang mga CAN control na sumusuporta sa mga pinalawak na frame na format.
Pinalawak na Format ng Frame o CAN 2.0 B
Ang CAN protocol ay may apat na uri ng mga frame: data frame, remote frame, error frame at overload frame. Naglalaman ang frame ng data ng paghahatid ng node ng data ng remote na frame na tukoy na pagkakakilanlan ng pagkakakilanlan ng pagkakakilala na nakakakita ng anumang mga error sa node at, ang overload frame ay aktibo kapag ang system ay nag-injected ng pagkaantala sa pagitan ng data o remote frame. MAAARI ng komunikasyon ng CAN na mai-link ang hanggang sa 2032 na mga aparato sa isang solong teoretikal na network, ngunit halos limitado ito sa 110 node dahil sa mga transceiver ng hardware. Sinusuportahan nito ang paglalagay ng kable hanggang sa 250 metro na may baud rate na 250 Kbps na may bit rate na 10 Kbps ay ang maximum na haba ng 1 km, at ang pinakamaikling may 1 Mbps na 40 metro.
Industrial Automation at Control gamit ang CAN Protocol
Ito ipinatupad ang proyekto upang makontrol ang pang-industriya naglo-load na pinapatakbo ng DC motor batay sa mga pagkakaiba-iba ng temperatura ng proseso. Iba-iba proseso ng control system ay depende sa temperatura. Ipagpalagay, sa kaso ng isang tangke ng stirrer - pagkatapos maabot ang isang tiyak na temperatura - ang DC motor ay dapat na buksan upang paikutin ang stirrer. Kaya nakamit ito ng proyektong ito sa paggamit ng CAN protocol na lubos na mahusay at maaasahang komunikasyon na may mababang gastos.
Dalawang microcontroller ang ginagamit sa proyektong ito, isa para sa pagkuha ng data ng temperatura at para sa isa pa pagkontrol sa DC motor . Ang CAN Controller MCP2515 at CAN transceiver MCP2551 ay konektado sa parehong mga microcontroller upang ipatupad ang CAN na komunikasyon para sa pagpapalitan ng data.
Industrial Automation at Control gamit ang CAN Protocol
Ang paglilipat ng bahagi ng microcontroller ay patuloy na sinusubaybayan ang mga temperatura sa paggamit ng LM35 temperatura sensor sa pamamagitan ng pag-convert ng mga halagang analog sa digital na may ADC na nakakabit dito. Ang mga halagang ito ay inihambing sa mga itinakdang halaga na naka-program sa microcontroller, at ang mga halagang ito ay nilabag kapag nagpadala ang microcontroller o nagpapadala ng data sa tatanggap gilid microcontroller ng CAN control at transceiver unit.
Ang natanggap na panig na CAN na komunikasyon ay tumatanggap ng data at inililipat ito sa microcontroller na karagdagang nagpoproseso ng data at kinokontrol ang DC motor ng isang motor na driver ng IC. Posible ring baguhin ang direksyon ng motor gamit ang driver IC na kinokontrol ng microcontroller.
Sa gayon ang CAN protocol ay nagbibigay-daan sa komunikasyon ng peer-to-peer sa pamamagitan ng pagkonekta ng iba't ibang mga node sa pang-industriya na kapaligiran. Ang ganitong uri ng komunikasyon ay maaari ring ipatupad sa iba pa mga sistema ng awtomatiko tulad ng bahay o gusali , pabrika, atbp. Inaasahan namin na ang artikulong ito ay maaaring magbigay sa iyo ng isang mas mahusay na pag-unawa sa pang-industriya na awtomatiko sa CAN komunikasyon. Mangyaring sumulat sa amin para sa karagdagang impormasyon at mga query.
Mga Kredito sa Larawan:
- Industrial Automation at Control ng wlimg
- Pang-industriya na Arkitektura ng Automation ni siemens
- Buksan ang modelo ng Systems Interconnection (OSI) sa pamamagitan ng kumain ka na
- MAAARI ang Paghahatid ng Data ng Protocol ng can-cia
- Karaniwan o Base Frame Format o CAN 2.0 A ng teknolohiyauk
- Pinalawak na Format ng Frame o CAN 2.0 B ng broadband
