تعرف مجموعة CANopen بروتوكول الاتصال

يستفيد محرك KEB من معيار البائع المحايد ومعيار التوصيل والتشغيل.

بواسطة دالين ميلر وكولين زونر

يتطلب التشغيل الموثوق والآمن لأنظمة المصاعد إمكانية التشغيل البيني بين العديد من الأجهزة المترابطة. طوال دورة حياة نظام المصعد بالكامل ، إذا تعطل أي جهاز أو فشل في العمل على النحو المنشود ، فإن النظام بأكمله معرض لخطر الإغلاق. هذا ينطبق بشكل خاص على أنظمة المصاعد الحديثة ، المجهزة بالعديد من الأجهزة الإلكترونية المتصلة بالشبكة. تصبح قابلية التشغيل البيني لكل جهاز متصل بالشبكة تحديًا عندما تتبادل الأجهزة المعلومات باستخدام بروتوكولات اتصال مختلفة.

مع وضع هذا التحدي في الاعتبار ، تم تشكيل مجموعة تقنية تسمى "CANopen Special Interest Group Lift" ضمن CAN in Automation (CiA) لتحديد بروتوكول اتصال قياسي لاستخدامه من قبل جميع الأجهزة المتصلة بالشبكة في نظام التحكم في المصعد. قد تكون هذه الأجهزة عبارة عن محركات متغيرة التردد ، وأجهزة تحكم في السيارة ، ووحدات تحكم في الأبواب ، ولوحات إدخال ، ووحدات عرض ، وما إلى ذلك. تم تعريف ملف تعريف التطبيق CiA 417 للتحكم في المصعد على أنه البروتوكول القياسي المفتوح للاتصال للأجهزة في نظام مصعد CANopen. يعتمد CiA 417 على ملف تعريف الاتصال CANopen ، والذي يستخدم بشكل شائع في العديد من التطبيقات الصناعية. الهدف من إنشاء بروتوكول اتصال قياسي هو إنشاء نظام مصعد محايد للبائع باستخدام مكونات التوصيل والتشغيل. يتيح ذلك للمستخدمين حرية الجمع بين المنتجات من منتجين مختلفين دون القلق من مشكلات عدم التوافق. تشمل فوائد إنشاء نظام التوصيل والتشغيل انخفاض التكلفة والوقت في تصميم وتركيب وصيانة نظام المصعد.

تم تطوير عائلة منتجات COMBIVERT F5 مع مشغل CANopen Lift (CiA 417) لاستخدامها في تطبيقات المصاعد. تم بناء مشغل CANopen Lift على برنامج مصعد تم إثباته بالفعل والذي يتضمن مجموعة واسعة من الميزات المصممة خصيصًا لتقليل أوقات التثبيت وتوفير جودة ركوب عالية الأداء دون التضحية بالسلامة. 

بروتوكول قياسي مفتوح

يحدد CiA 417 بروتوكول اتصال قياسيًا لاستخدامه بواسطة جميع الأجهزة الموجودة في ناقل الاتصال لأنظمة المصاعد. سيتواصل كل جهاز باستخدام نفس مجموعة القواعد عند إرسال المعلومات. هذا يعني أن نقل المعلومات إلى جميع الأجهزة على الناقل سيتبع تنسيقًا ومعنى مشتركًا. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إرسال جميع المعلومات واستلامها باستخدام نفس آلية الاتصال. يحدد CiA 417 جميع المعلمات والأوامر والخدمات التي يستخدمها نظام المصعد. حجر الزاوية في CiA 417 هو قاموس الكائنات الفريد الخاص به الذي يحتوي على إعدادات إدخال / إخراج محددة وإعدادات التكوين ومعرفات الجهاز المحددة ، من بين أشياء أخرى. باستخدام هذه "اللغة" الشائعة ، سيفهم كل جهاز في الناقل جميع الأوامر أو رسائل الحالة المرسلة والمستلمة.

علاوة على ذلك ، تسمح أنظمة ناقل CAN (شبكة منطقة التحكم) بتبادل المعلومات مع جميع الأجهزة في نفس الوقت (الشكل 1). ثم يحدد كل جهاز على حدة أهمية كل رسالة ويقرر كيفية تفاعلها. يمكن برمجة الأجهزة الموجودة على ناقل CAN لقراءة رسائل الخطأ من الأجهزة الأخرى والرد عليها. على سبيل المثال ، إذا دخل محرك المصعد في حالة خطأ ، فسيرسل محرك الأقراص وصف الخطأ المقابل إلى جميع الأجهزة الموجودة على الناقل. ستكون حالة محرك الأقراص معروفة عالميًا لجميع الأجهزة المبرمجة لتلقي الرسائل من محرك الأقراص. يمكن أن يساعد الوصول إلى معلومات الحالة على جميع الأجهزة في تقليل الوقت والتكلفة اللذين يتم إنفاقهما على استكشاف المشكلات وحلها.

بروتوكول Heartbeat هو مواصفات إضافية تضمن اتصالاً موثوقًا به ومعالجة سريعة للأخطاء. بشكل دوري ، سيرسل كل جهاز رسالة قصيرة على الحافلة تشير إلى كل جهاز آخر متصل به. تُعرف هذه الرسالة باسم نبضات القلب. يتم استخدام نبضات القلب لتأكيد الاتصال وحالة كل جهاز في الحافلة. يجب برمجة كل جهاز لمراقبة نبضات الأجهزة الأخرى التي يحتاج إلى الاتصال بها ؛ على سبيل المثال ، محرك الأقراص وجهاز التحكم. إذا لم يستجب الجهاز في فترة زمنية محددة ، فيمكن للجهاز الرئيسي اتخاذ إجراء محدد لإعادة ضبط الجهاز أو تشغيل خطأ. يتم تكوين الأجهزة لتلقي نبضات قلب معينة من الأجهزة الأخرى ؛ على سبيل المثال ، ستصدر وحدة التحكم نبضات القلب ، وسيستقبلها محرك الأقراص. إذا لم يستقبل محرك الأقراص نبضات وحدة التحكم بعد الوقت المحدد ، فسوف يقوم بالاستجابة المبرمجة.

محطة افتراضية 

يسمح CiA 417 بالوصول إلى المعلمات من جميع الأجهزة وتعديلها ، بغض النظر عن الموقع الفعلي ، باستخدام أي واجهة مستخدم للآلة البشرية (HMI). يتم الوصول عن بعد إلى أي جهاز من خلال المحطة الافتراضية. على سبيل المثال ، قد يكون تعديل معلمة محرك الأقراص أمرًا صعبًا للغاية إذا كان المصعد أقل مساحة للماكينة (MRL) وكان محرك الأقراص مثبتًا في الرافعة. يتم تبسيط ذلك من خلال المحطة الافتراضية ، حيث سيكون من الممكن ضبط معلمات القيادة مباشرة من وحدة التحكم في السيارة. يستخدم الجهاز الظاهري رموز لوحة المفاتيح الافتراضية (الشكل 2) وأحرف الشاشة باستخدام رموز ASCII وفقًا لمعيار ISO 88915 لمعلمات الجهاز وتكوينه. يمكن استخدام كل HMI باستخدام نفس الرموز والتسلسلات كشاشة لجهاز بعيد. إذا تم توصيل جهاز لاسلكي بالحافلة ، فمن الممكن أيضًا الاتصال عن بُعد باستخدام هاتف ذكي واستخدامه كأداة ضبط. تتضمن واجهة مشغل KEB المحطة الافتراضية للوصول الشامل إلى جميع الأجهزة الموجودة على الحافلة.

مزايا الأجهزة

CANopen هو بروتوكول اتصال عالي المستوى مبني على بروتوكول CAN. تم تصميم CANopen في البداية لأنظمة التحكم في الماكينة الموجهة للحركة. بروتوكول CAN الأساسي هو أساس أجهزة الشبكات ويحدد إجراء نقل البيانات.

تُستخدم أنظمة ناقل CAN في العديد من الأنظمة المختلفة ، بما في ذلك التطبيقات الصناعية وتطبيقات السيارات. أدى ارتفاع الطلب على رقائق تحكم CAN إلى ارتفاع المعروض منها من مختلف الشركات المصنعة بسعر فعال من حيث التكلفة.

غالبًا ما تحتوي خزانات التحكم في المصاعد على العديد من الأشكال المحتملة للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI). يمكن أن يتسبب استكشاف أخطاء EMI ونقل البيانات التالفة في حدوث تأخيرات كبيرة في التثبيت كما يؤدي إلى خسارة مالية كبيرة. يمكن أن تحتوي رقائق تحكم CAN على معالجة متقدمة للأخطاء مضمنة. يمكن لأجهزة CAN اكتشاف أخطاء البت ومنع أجهزة الإرسال والاستقبال من إرسال رسائل غير صالحة قبل نقل المزيد من البيانات. تتضمن آليات التحقق من الأخطاء فحص إطار مراقبة البتات ، والتحقق من الإقرار وحجز الأخطاء ، من بين أمور أخرى. تعمل محركات KEB CANopen Lift أيضًا على دمج الميزات والتشخيصات المتقدمة في برنامج تطبيق المصعد.

محركات رفع KEB CANopen

يمكن استخدام CANopen في محرك KEB مع وضع التحكم في السرعة. هذا مشابه للتطبيقات الحالية للتحكم في السرعة باستخدام أنواع مختلفة من الاتصال التسلسلي ولكن له المزايا التي يوفرها اتصال CAN الذي تمت مناقشته بالفعل. تستخدم العديد من أجهزة التحكم في المصاعد في سوق المصاعد الأمريكية الاتصالات التسلسلية ، ويمكن تنفيذ هذا النوع من التطبيقات بسهولة من خلال اتصال CANopen.

يحتوي محرك الرفع KEB أيضًا على وحدة تحكم في الموضع كجزء من برنامج القيادة. يمكن استخدام وحدة التحكم في الموضع في محرك الأقراص جنبًا إلى جنب مع مشفر CAN لتحديد موضع وحركة عربة المصعد بدقة. يمكن استخدام هذه المعلومات للتحكم المباشر في الموقف. لا يوفر هذا ملف تعريف سرعة محسنًا فحسب ، بل إنه يقلل أيضًا من العبء على وحدة المعالجة المركزية لوحدة التحكم الرئيسية. يمكن معالجة المهمة المكثفة لحساب مسافات التباطؤ وتحديد معدلات التباطؤ أو التسارع بواسطة محرك KEB من أجل اتباع نهج سلس ودقيق للأرضية بأقل مسافة تسوية (الشكل 3).

خاتمة

فوائد استخدام بروتوكول اتصال معياري في وحدة تحكم المصعد واضحة. إنه يسمح بالتشغيل البيني لجميع الأجهزة المتصلة بالشبكة ، ويقلل من التكاليف ، ويوفر تصميمًا محايدًا للبائع الذي لا يضحي بجودة الركوب أو السلامة. تسمح مواصفات CANopen Lift بالعديد من المزايا التي ستزداد فقط مع مرور الوقت.