现场总线的多单元同步控制及系统集成分析

现场总线的多单元同步控制及系统集成分析

聂仲斌

东莞市机动车驾考服务中心有限公司 广东东莞 523000

[摘要]伴随现阶段国内的信息化及自动化各项先进技术持续发展，致使各个产业领域产生较大的变化。可以说，现场总线属于重要的一项科技产物，现阶段已经被广泛应用至更多行业领域当中。现场总线，它通过改变以往传统的控制方式，促使现场总线新的控制系统得以形成，促使工业产品总体结构及其性能得以改变。那么，为能够达到更好地控制效果，就需增加对现场总线之下多单元同步控制层面研究。鉴于此，本文主要探讨现场总线多单元同步控制与其系统集成，仅供业内人士参考。

[关键词]同步控制；多单元；现场总线；系统集成

前言：

现代工业近几年呈迅猛发展态势，对于产品总体质量及其机械性能层面提出了更高要求，实际生产过程当中就需对于多台电机实施同步控制，确保所有设备能实现协调运行，便于充分满足于实际的生产运行及其控制需求。因而，对现场总线多单元同步控制与其系统集成开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。

1、关于现场总线及多单元同步控制概述

1.1现场总线

1.1.1在基本原理层面

现场总线，即工业领域新型的一种数据总线，对工业现场智能仪器设备、控制装置等相互间可起着信息传递、数字通信等作用，传递结构模式为生产者与客户。现场总线，此项技术通常是把微处理装置设于测量控制装置当中，赋予系统装置一定数字通信及其计算能力，依照着通信协议，借助双绞线连接所有装置，促使完整网络得以形成，设备相互间可实现信息交互及数据传输，最终促使自动控制的一种系统形成。现场总线，此项技术应用智能化现场装置，能够把传统系统当中输出/入模块、控制模块和现场设备等有效连接，促使系统装置通信能力得以增强[1]。现场总线，把模拟信号合理转化成数字信号，向着某点线输入若干信号，如系统故障、装置运行状态及其参数值等信息，促使现场装置运行更具便捷性，成本投入得以减少。

1.1.2在技术特点层面

现场总线，此项技术所具备优势特点集中表现为智能化、可操作性、开放性、分散性及互用性等。依托于总线技术，用户能够结合自身需求，自主制定产品系统总体构成，促使多个设备相互间能够更好地沟通联系，实现互相替换，从而高效完成系统各项工作。同时，现场总线此项技术实际应用当中，还能够实现分散控制功能、处理工程量、补偿计算机传感策略各项操作，实时监控及诊断分析设备具体的运行状况，技术优势十分显著。

1.2多单元同步控制

多单元同步控制，现阶段被广泛应用至印染、塑料、造纸机械相关行业领域当中，该部分机械通常有多个传动单元，且各单元有独立性拖动系统。对多单元同步控制当中各节点的实施要求，包括统调、局部微调及单独微调。针对统调，即各单元同时实现升速及降速，需要结合指令单元对于所要求的转速实施有效调节；针对局部微调，即操作者发现某个单元线速度并未同步情况下，可在现场利用人工干预达到微调处理的目的；在实施微调操作期间，该单元之后所有单元转速应当同时实现升降或是降速；针对单独微调，即检修及其调试运行阶段，或是特殊情况发生时候，对所有单元转速可实施单独微调处理。

2、以现场总线为基础多单元同步控制与其系统集成

2.1在系统架构层面

选定CAN为设备现场总线，此总线操作优势较为突出，通信方式极具灵活性，能够在不分主从条件之下，向着其余节点位置发送相关信息，实际发送过程当中无需录入节点信息，便捷性优势显著。同时，CAN总线所用总线仲裁科学技术有着非破坏特性。所以，对多个节点实施信息发送操作期间，可高速传输更多高级信息，低级信息则自动退出整个传输过程，传输过程总体高效性更为显著。CAN现场总线实行的是短帧结构，传输时间可得以减少，整个过程当中干扰较少。使用过程当中，发送装置及接收装置应分别设置一个，依照着顺序以此完成发送。这一过程当中倘若无顺序错乱情况出现，则表面这一过程有效且安全。若是有错乱情况出现，就重新依照着顺序予以传输，确保最终能够达到标准[2]。系统当中所用总线结构为拓扑型，此结构促使整个系统内部结构能够更具合理性。在系统当中，选定PC机作为上位机，借助上位机上面扩展槽和以太网妥善连接。上位机处于系统当中虽无计算需求，但总体设计务必要充分满足于实时监控功能需求及外观层面上美观简洁需求，促使操作者借助数据库，达到有效调用相关信息数据的目的。

2.2在硬软件设计层面

一是，在系统硬件层面。以现场总线为基础多单元同步控制与其系统集成实际设计过程，硬件设计从属重要部分。设计期间，需先选定好PLC型号。可以说，其属于电子系统，能够开展数字计算相关操作，被广泛应用至工业环境当中。实践中需选用和工业现场具体情况相符合的一种控制装置，运行过程把所出巡的电费程序做好信息变换处理，实现有效控制。PLC设备促使系统形成集各项功能及电源、安全操作等自动化的一种控制系统。系统内部的变频装置设计期间，需选定语言相符的相应设备，不但要满足本机各项操作需求，且还可以借助外部端子实施远程操作。CAN通信模块设计当中，可选定B&R 2000 PCC相应系列产品，此系列产品可满足互联网良好通信需求，且实行I/O这种通信方式。在操作过程当中，最多能够连接64个的CAN站，总体长度超过1000m。对于系统运行实施检测操作期间，多单元同步模式能够实现；二是，在系统软件层面。对上位机内部软件实施设计期间，先把接收到的所有报文，及时传输至下位机相应节点位置，再向系统发出指定命令，在设计过程当中需特别注重人机界面的科学合理的设计，便于操作人员开展各项监控工作

[3]；设计分析仪，应当确保系统当中开发管理、安装测试、运行维护等各项操作顺利高效地开展，具备着较强功能性及其通用性，针对所接收所有报文信息积极落实全面性及系统化地分析，且需满足于对当前网络状态实施有效检测及现场数据实时采集等各项操作需求；此外，对应用程序予以设计过程，先建立可以实现交流的一个对话框，对话框内设三个按钮，分别用于CAN总线控制、连接、数据保存及实时更新等，为数据资料准确可靠性提供基础保障。从而确保主体程序就能够集中显示数据情况，便于操作人员予以合理综合地分析，则整个系统各项集成功能即可实现。

3、结语

综上所述，以现场总线为基础多单元同步控制与其系统集成化实现后，可促使生产效率及其产品质量实现全面提升。但因所处应用环境及基础条件不同，所以，若想确保现场总线之下多单元同步控制与其系统集成更好地实现，则还需逐步完善优化系统各项功能，便于更好地为整个生产运行及控制过程提供技术支撑。

参考文献：

[1]刘伟,刘聪,张猛,等.基于现场总线的一体化移动协作机器人控制系统,CN113635302A[P].2021.

[2]刘艳行,张小玲,李文强.一种基于CAN总线的双轴同步控制系统设计[J].中国科技信息,2023(1):42-44.

[3]戴畅,李凌.基于Profibus-DP现场总线的多功能色谱分离装置控制系统设计[J].计算机测量与控制,2021(6):103-108.