赫优讯netTAP100在电视塔摩天轮控制系统中的应用

时间:2015-07-14 00:00:00

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广州新电视塔摩天轮位于458米高空,是目前世界最高摩天轮,临边而置的16个观光球舱联动回转,游客能够从各个角度观赏广州市容。整个系统主要由观光球舱、轨道系统、登舱平台、控制系统等构成。

与一般竖立的摩天轮不同,广州新电视塔摩天轮的16个水晶观光球舱,不是悬挂在轨道上,而是沿着倾斜的轨道运转。由于椭圆轨道平面与水平面成15°,为使略微倾斜的球舱在运转过程中保持平稳,球舱安装了调平机构,让球舱水平度实时调整;16个球舱之间通过柔性索连接成环,在动力车的推动下作同步运转。游客的登舱平台将分设上、下客区,边缘将设置可随球舱移动的1.2米高安全移门,以确保游客游览的有序和安全。

控制系统组成

各个观光球舱、移动门及主控室均采用EPEC 3G+ CANopen控制器,动力球舱驱动采用VACON系列高防护等级变频器,移动门驱动系统采用施耐德通用型 AC 伺服驱动装置LXM05A,整个控制系统主要形成一个CANopen网络。

在控制系统中同时还存在一个PROFIBUS-DP网络,对于整个CANopen网络,这个网络起着衔接作用,进行数据的传输。因为观光舱始终是运动状态,现场使用无线方式的通讯效果不佳,因此采用滑触线的连接,使用西门子PRB通讯单元,保证了通讯的质量和可靠性

CANopen网络与PROFIBUS网络的交互则采用了赫优讯netTAP100协议转换网关。网关在CANopen网络中始终作为从站,在PROFIBUS-DP网络中其中一个网关作为主站,其余均作为从站,实现数据的互相交换。

基于赫优讯netX技术,所有netTAP100网关均为同一个硬件,而作为PROFIBUS主站的网络仅需下载一个主站授权,即可完成CANopen从站到PROFIBUS主站的转换。

德国赫优讯netTAP100网关系列简介

德国赫优讯公司的netTAP100网关系列充分使用了赫优讯netX网络控制器灵活性的特点,提供了一种经济、有效的联网通讯解决方案,可支持各种现场总线(PROFIBUS、CANopen、DeviceNet、CC-Link)、各种实时以太网(PROFINET、Ethernet/IP、Modbus TCP、EtherCAT、Powerlink、SERCOS III)及各种串口通讯协议(ASCII、Modbus RTU、netSCRIPT自定义串口协议)间的协议转换,目前提供的转换方案已达上百种。

NT100-DP-CO网关实现的是PROFIBUS-DP主/从站到CANopen主/从站间的转换,通过下载不同的协议堆栈(Firmware),就能够实现用户所需要的转换功能。

调试系统构成 (通讯系统结构如图)

调试时使用电脑软件CANKing配合KvaserCAN仿真器,代替EPEC CANopen控制器,来仿真CANopen节点,Kvaser CAN仿真器如图4所示。PROFIBUS通讯速率为187.5kBit/s,CANopen通讯速率为250kBit/s。

赫优讯NT100-DP-CO网关的配置

当NT 100第一次通过USB电缆与计算机相连并且上电后,计算机会自动检测到该硬件,并提示安装硬件驱动,该驱动保存在产品光盘Driver\Windows目录下。

使用SYCON.net软件对NT100-DP-CO网关进行配置,软件中的硬件组态如图所示。因为是调试阶段,PROFIBUS网络中仅包含两个站点。

首先需要设置网关实现的协议转换,并下载对应的固件,从而网关实现PROFIBUS主站/从站和CANopen从站的协议转换。确定好协议转换后,再设置网关作为CANopen从站的通讯参数,主要包括CAN ID及CAN通讯的波特率;设置网关作为PROFIBUS主站的通讯参数,主要包括主站的站地址、PROFIBUS网络波特率及相关的时间参数;设置网关作为PROFIBUS从站的通讯参数,主要包括从站的站地址及输入输出模块的字节数。

通讯测试

测试中使用两台CAN仿真器,使用CANopen通讯电缆分别与一个NT100相连。两个NT100分别作为PROFIBUS主站和PROFIBUS从站,使用一根PROFIBUS通讯电缆相连。通讯时,当一台仿真器发送数据后,经过两个网关的转换,另一台仿真器应该能接收到这些数据。

CAN仿真器首先需要发送NMT Module Control报文至NT100网关,其中COB-ID为0,两个字节数据分别为1和0,从而启动所有CAN网络上的所有NMT从设备。

CAN ID为5的NT100网关,第一个发送PDO的COB-ID为185,第一个接收PDO的COB-ID为205。因此CAN仿真器发送COB-ID为205,8个字节的数据至NT100网关。

CAN ID为2的NT100网关,进行类似操作,第一个发送PDO的COB-ID为182,第一个接收PDO的COB-ID为202,系统的数据通讯见图所示。