淺談貝加萊系統在輪胎設備上的應用

韓永剛，翟文彬，楊君偉

( 天津賽象電氣自動化技術有限公司，天津300384 )

摘要：天津賽象公司制造的六角形鋼絲圈聯動線采用的是貝加萊控制系統。文中對貝加萊控制系統的編程軟件、人機界面、伺服系統、通訊網絡的工作特點、參數進行了詳細介紹。該系統的應用使設備控制水平得到提高。

關鍵詞：貝加萊；編程；伺服系統；網絡；六角形鋼絲圈

中圖分類號：TQ330. 493 文獻標識碼：B 文章編號：1009-797X(2007)10-0055-03

當前輪胎公司對輪胎設備生產自動化及過程自動化控制要求越來越高， 輪胎公司要生產高質量輪胎， 要提高工廠管理的自動化， 要求實時數據傳輸， 要求定位精度的提高， 要求遠程診斷功能， 都對設備控制系統提出了更高的要求； 貝加萊工業自動化有限公司，提供了一些面向生產自動化及過程自動化的控制產品及完整的解決方案。貝加萊公司的產品已經用于六角形鋼絲圈擠出聯動生產線、方斷面鋼絲圈擠出聯動生產線、裁斷機生產線等輪胎設備。下面以六角形鋼絲圈擠出聯動生產線為例對貝加萊系統的特點簡單作一些介紹。

六角形鋼絲圈擠出聯動生產線的配置： 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）；伺服系統選用B&R ACOPOS高精度全數字伺服， 使用高速實時工業以太網POWERLINK 控制伺服運行； 遠程采用接線簡單的CAN 通訊協議。系統配置圖如圖1 所示。下面分別介紹一下編程軟件、PCC（ 可編程計算機控制器）、ACOPOS 高精度全數字伺服驅動器的特點、通訊網絡。

現在大多數工控設備上要完成顯示功能、控制功能都要用相應的軟件來完成， 如工控機軟件、組態軟件、人機界面軟件、PLC 邏輯軟件、伺服控制軟件， 這么多軟件同時應用在一臺設備上對設備的前期開發和后期維護帶來了不便。|

圖1 系統配置圖

貝加萊公司推出了Automation Software軟件， 它提供了統一的編程、透明的通訊方式和清晰的診斷界面， 簡化了項目的規劃、配置、編程、文檔和診斷， 其中的常規功能和自動化組件保證了工作的有效性， 并除去了不必要的界面，實現了“一個工具，多個目標”。

Automat ion Software 軟件平臺具有豐富的函數庫， 標準庫函數中的所有功能塊可以用任意一種語言來調用， 也可以在庫管理器中添加新的庫。軟件還嵌套了方便的測試工具， 如項目檢測、LAD 監視、PV 變量檢測（ 包括強制模式）、實時軌跡追蹤和源代碼調試。該軟件將內容豐富的幫助系統集成在軟件中， 提供了項目創建過程的所有幫助， 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，人機界面部分可以和控制程序部分一同編寫、測試。由于所有部件充分地集成在一起， 可以明顯提高工作效率。所有任務被存儲在一個項目中，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。

貝加萊的Panel System 有三種： ① Panel ware： 是模塊化面板功能； ② 工業級PC： 它帶有標準操作系統， 是可編程控制的操作和顯示終端； ③ Power Panel（ 如圖2 所示）：它適應于小型與中型機械與系統， 包含了操作面板和控制器， 六角形鋼絲圈擠出聯動生產線就是使用的該產品， 下面對其進行詳細介紹。

圖2 Power Panel 外觀

B&R 的Power Panel 200 系統是集控制、驅動、操作界面和通訊于一體的控制設備， 用戶可以根據實際項目的需要進行靈活的模塊化擴展。PCC 可編程計算機控制器， 是對傳統PLC 功能的極大提升, 其組網的靈活性、系統平臺的開放性以及智能性可使復雜的控制項目得以完美的實現， 在過程自動化領域中得到廣泛應用。

Power Panel 200 系統的技術參數：

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；

2×USB（可以選配軟驅或打印機）；

Flash 插槽（可以外接存儲卡）；

無風扇，采用DC24V 供電；

實時時鐘；

aPCI 擴展槽（CAN 總線、X2X I /O 擴展、ETHERNET Power Link 擴展等）。

項目的控制任務和本地的人機界面任務均在Power Panel 200 系統中運行， 其可以通過靈活的現場總線（CAN、X2X、ETHERNET Powerlink）分別與伺服系統、I /O 擴展站等相連接。同時Power Panel 200 又可以通過自帶的以太網口和其他的B&R 面板相連。

貝加萊公司的PCC 主要特點是：可靠性高、抗干擾能力強， 對所有I /O 接口電路均采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源。

伺服系統選用B&R ACOPOS 高精度全數字伺服，使用高速實時工業以太網POWERLINK 控制伺服的運行。

貝加萊電機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編碼器的優點，還補償了這兩類編碼器的缺點。

ENDAT 編碼器系統具有非易失的、不需維護的電路板EEPROM 數據寄存器，操作驅動器所需要的數據儲存在這里， 減少了調試和維修的次數。

六角形鋼絲圈擠出聯動生產線正是采用了ENDAT 編碼器的優點， 不但減少了接近開關傳感器的數量而節約了成本，又提高了定位的精度。

六角形鋼絲圈擠出聯動生產線伺服用的是B&R ETHERNET Power Link 實時以太網總線，I/O 點用的是CAN。下面分別介紹一下這兩種通訊網絡。

4.1 ETHERNET PowerLink 實時以太網總線介紹

ETHERNET Powerlink 是第一個可靠的、開放的實現微秒級實時數據傳輸的工業以太網系統。系統的技術參數如下：

標準快速以太網：100Mbps；

標準雙絞線；

拓撲為星型或樹型；

網段長度100 m；

網絡時滯 < 1μs；

循環時間 < 200μs（ 站點數為10 時<500μs）；

實時循環時間可設定。

該總線主要應用在那些數據交換量大， 對實時性要求很高的場合。結合六角形鋼絲圈擠出聯動生產線的實際特性， 要求1 臺主機帶3臺從機作速度和位置同步。由于PowerLink具有網絡實時性的特點， 可以使4 個伺服軸在0.5 ms 的循環時間內進行位置和速度同步， 同步精度極高。從而使六角形鋼絲圈擠出聯動生產線生產的鋼絲圈質量得到提高。

4.2 局域網CAN

控制器局域網CAN（Control Area Network）屬于現場總線的范疇，它是一種在自動化領域廣泛使用的多線路協議和有效地支持分布式控制或實時控制地串行通訊網絡。

CAN 的主要特點有： 多主站依據優先權進行總線訪問， 無破壞性的基于優先權的仲裁，借助接收濾波的多地址幀傳送， 遠程數據請求，配置靈活， 全系統數據相容， 錯誤檢測和出錯信息， 發送期間若丟失仲裁或由于出錯而遭敗壞的幀可自動重發送， 暫時錯誤和永久性故障節點的判別以及故障節點的自動脫離。

六角形鋼絲圈擠出聯動生產線的I /O 點就是采用的CAN 通訊， 是由PP220 自帶的CAN口和EX470 進行通訊。

通過貝加萊系統在六角形鋼絲圈擠出聯動生產線的實際應用， 加深了對貝加萊系統的進一步了解， 同時使六角形鋼絲圈擠出聯動生產線的控制精度得到了提高， 解決了對跳步位置、跳步長度的設定等問題， 使六角形鋼絲圈擠出聯動生產線生產的鋼絲圈的質量得到了提高。

參考文獻：

[1] 齊蓉，肖維榮. 可編程計算機控制器高級技術.

[2] 貝加萊. B&R ACOPOS 技術入門.

[3] 貝加萊. B&R PanelSys tem.

作者簡介：

韓永剛， 男， 電氣工程師， 畢業于太原重型機械學院，畢業后一直從事自動化工作。