#Tendenze
Tecnologia di movimento lineare sotto controllo
In che modo l'architettura CAN Bus ti tiene in contatto con le tue applicazioni di controllo del movimento
Gli attuatori elettrici di nuova generazione che supportano la comunicazione CAN bus (rete di controllo) stanno estendendo la nuova controllabilità intelligente alle applicazioni di movimento lineare, comprese quelle che in precedenza utilizzavano attuatori elettrici tradizionali, cilindri idraulici o operazioni manuali. I vantaggi sono stati ottenuti in una maggiore efficienza, minori costi del ciclo di vita e operazioni più sicure e pulite.
Basata sullo standard ISO 11898 per la comunicazione di dati seriali, la rete dell'area di controllo (CAN) è stata inizialmente sviluppata per ridurre i costi e la complessità del cablaggio in rame nelle applicazioni automobilistiche con un'architettura bus elettronica semplificata. Per consentire ai progettisti di sfruttare appieno questa architettura, la Society of Automotive Engineers (SAE) ha sviluppato il linguaggio di programmazione J1939 e lo ha avanzato in base alle esigenze di applicazioni automobilistiche, agricole, edili e altre applicazioni MOH.
Mentre J1939 stava inaugurando un'era di automazione intelligente nell'industria automobilistica, le industrie manifatturiere stavano cercando modi per sfruttare l'architettura bus per il controllo del movimento. Le applicazioni industriali, tuttavia, richiedevano velocità di trasmissione più elevate, maggiore larghezza di banda e modi per integrare il controllo del movimento con altre applicazioni. Tali esigenze hanno stimolato lo sviluppo del linguaggio CANopen®, che utilizza una piattaforma standard aperta che consente l'integrazione plug-and-play con altri dispositivi standard. Ciò fornisce un'architettura intelligente in grado di integrare il movimento intelligente in altri schemi di automazione di livello superiore.
Uno sguardo all'architettura del bus CAN
Il bus CAN è un protocollo di comunicazione di alto livello che fornisce una struttura di messaggistica standard per le comunicazioni tra i nodi di rete sotto il controllo di un'unità di controllo elettronica (ECU). Ogni messaggio su un modulo attuatore rappresenta un nodo che ha un identificatore standard che indica la priorità del messaggio, i dati e l'origine del controllo. Ciò consente scambi plug-and-play di dispositivi di supporto che condividono la stessa rete e sono conformi alla struttura di messaggistica.
La Figura 1 mostra una tipica rete CAN bus. Illustra quattro attuatori con intelligenza integrata conforme al bus CAN. Ogni attuatore ha due fili, uno che si collega a una fonte di alimentazione esterna e l'altro che comunica con la fonte di controllo. La casella verde rappresenta sensori o altri componenti che potrebbero essere collegati anche alla fonte di alimentazione e alla rete di comunicazione senza relè esterni. La linea arancione rappresenta il bus a due fili che trasmette la bassa tensione di alimentazione necessaria per il sistema e la linea blu rappresenta i due fili utilizzati per lo scambio di informazioni. Ciò rappresenta un notevole miglioramento rispetto alle reti di veicoli convenzionali almeno nei seguenti modi:
• L'alimentazione è distribuita attraverso il cablaggio comune, eliminando la necessità di cablaggio separato tra ciascun dispositivo e la fonte di alimentazione.
• La commutazione è incorporata nell'elettronica dell'attuatore, eliminando la necessità di ingombranti interruttori esterni e connettori, ecc. Tutti i comandi vengono eseguiti nell'attuatore.
• Le informazioni fluiscono verso una ECU da ciascun dispositivo tramite il bus di rete, eliminando la necessità di connessioni indipendenti tra i dispositivi e la ECU.
• Altre apparecchiature che potrebbero essere integrate nel sistema si collegano alla rete allo stesso modo, eliminando la necessità di cablaggio, controlli e configurazione aggiuntiva separati.
• Una tipica rete CAN supporta fino a 256 nodi, inclusi più attuatori o altri dispositivi su ciascun nodo, cosa che sarebbe quasi impossibile con una rete convenzionale.
Il risultato è una soluzione efficiente e compatta che fornisce un monitoraggio senza precedenti e capacità di controllo avanzate. Gli attuatori sono programmati per parlare la stessa lingua della ECU, consentendo la comunicazione attraverso un bus condiviso. Questo è notevolmente diverso dalle architetture elettroniche convenzionali, che richiedono una ECU standalone per ogni operazione. Ciò consente anche strategie di controllo più complesse, come l'implementazione dello stesso attuatore in più applicazioni.
Controllo di posizione integrato
Un attuatore con bus CAN integrato può trasportare messaggi di controllo della posizione. Un segnale a 14 bit informa l'utente della posizione effettiva della corsa dell'attuatore tra 0,0 mm e una corsa completamente estesa, la cui precisione dipende dalla lunghezza della corsa e dalle tolleranze meccaniche di un determinato modello. La precisione del segnale stesso, ad esempio, potrebbe essere di 0,1 mm/bit, il che potrebbe contribuire a una precisione di posizionamento complessiva del sistema di +/- 0,5 mm o migliore a seconda delle tolleranze nell'assieme di ingranaggi, chiocciole e viti.
