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Technologie de mouvement linéaire sous contrôle
Comment l'architecture du bus CAN vous permet de rester en contact avec vos applications de contrôle de mouvement
Les actionneurs électriques de nouvelle génération prenant en charge la communication par bus CAN (réseau de zone de contrôle) étendent la nouvelle contrôlabilité intelligente aux applications de mouvement linéaire, y compris celles qui utilisaient auparavant des actionneurs électriques traditionnels, des vérins hydrauliques ou des opérations manuelles. Les avantages se sont traduits par une efficacité accrue, des coûts de cycle de vie réduits et des opérations plus sûres et plus propres.
Basé sur la norme ISO 11898 pour la communication de données série, le réseau de zone de contrôle (CAN) a été initialement développé pour réduire le coût et la complexité du câblage en cuivre dans les applications automobiles avec une architecture de bus électronique simplifiée. Pour permettre aux concepteurs de tirer pleinement parti de cette architecture, la Society of Automotive Engineers (SAE) a développé le langage de programmation J1939 et l'a fait évoluer autour des besoins de l'automobile, de l'agriculture, de la construction et d'autres applications MOH.
Alors que J1939 inaugurait une ère d'automatisation intelligente dans l'industrie automobile, les industries manufacturières cherchaient des moyens d'exploiter l'architecture de bus pour le contrôle de mouvement. Les applications industrielles, cependant, nécessitaient des taux de transmission plus élevés, plus de bande passante et des moyens d'intégrer le contrôle de mouvement à d'autres applications. Ces besoins ont stimulé le développement du langage CANopen®, qui utilise une plate-forme standard ouverte qui permet une intégration plug-and-play avec d'autres appareils standard. Cela fournit une architecture intelligente capable d'intégrer un mouvement intelligent dans d'autres schémas d'automatisation de niveau supérieur.
Un aperçu de l'architecture du bus CAN
Le bus CAN est un protocole de communication de haut niveau qui fournit une structure de messagerie standard pour les communications entre les nœuds du réseau sous le contrôle d'une unité de commande électronique (ECU). Chaque message sur un module d'actionneur représente un nœud qui a un identifiant standard indiquant la priorité du message, les données et la source de contrôle. Cela permet des échanges plug-and-play d'appareils prenant en charge qui partagent le même réseau et respectent la structure de messagerie.
La figure 1 montre un réseau de bus CAN typique. Il illustre quatre actionneurs avec une intelligence intégrée compatible avec le bus CAN. Chaque actionneur a deux fils ̶ un qui se connecte à une source d'alimentation externe et l'autre qui communique avec la source de commande. La case verte représente des capteurs ou d'autres composants qui pourraient également être câblés à la source d'alimentation et au réseau de communication sans relais externes. La ligne orange représente le bus à deux fils qui transmet la basse tension d'alimentation nécessaire au système, et la ligne bleue représente les deux fils qui sont utilisés pour l'échange d'informations. Cela représente une amélioration spectaculaire par rapport aux réseaux de véhicules conventionnels au moins des manières suivantes :
• L'alimentation est répartie sur un câblage commun, éliminant ainsi le besoin d'un câblage séparé entre chaque appareil et la source d'alimentation.
• La commutation est intégrée dans l'électronique de l'actionneur, éliminant ainsi le besoin de commutateurs et de connecteurs externes encombrants, etc. Toutes les commandes sont exécutées dans l'actionneur.
• Les informations circulent vers un ECU à partir de chaque appareil via le bus réseau, éliminant ainsi le besoin de connexions indépendantes entre les appareils et l'ECU.
• Les autres équipements susceptibles d'être intégrés au système se connectent au réseau de la même manière, éliminant ainsi le besoin d'un câblage, de commandes et d'une configuration supplémentaires séparés.
• Un réseau CAN typique prend en charge jusqu'à 256 nœuds, y compris plusieurs actionneurs ou autres dispositifs sur chaque nœud, ce qui serait pratiquement impossible avec un réseau conventionnel.
Le résultat est une solution efficace et compacte qui offre une surveillance sans précédent et une capacité de contrôle avancée. Les actionneurs sont programmés pour parler le même langage que l'ECU, permettant la communication sur un bus partagé. Ceci est radicalement différent des architectures électroniques conventionnelles, qui nécessitent un ECU autonome pour chaque opération. Cela permet également des stratégies de contrôle plus complexes, telles que le déploiement du même actionneur dans plusieurs applications.
Contrôle de position intégré
Un actionneur avec bus CAN intégré peut transporter des messages de contrôle de position. Un signal 14 bits informe l'utilisateur de la position réelle de la course de l'actionneur entre 0,0 mm et une course complètement étendue, dont la précision dépend de la longueur de course et des tolérances mécaniques d'un modèle donné. La précision du signal lui-même, par exemple, pourrait être de 0,1 mm/bit, ce qui pourrait contribuer à une précision de positionnement globale du système de +/- 0,5 mm ou mieux en fonction des tolérances de l'engrenage, de l'écrou à billes et de la vis.
