CANOPEN intro

CANOPEN یکی از پروتکل های استاندارد روی پورت CANBUS می باشد که در صنایع مختلف جهت وحدت رویه و هم زبانی دستگاه های مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.

برخی از موارد استفاده CANOPEN را می توان به شرح زیر نام برد:

 

 

روباتیک: شامل روباتهای صنعتی، توزین های نوارنقاله کانویرها و بسیاری از تجهیزات اتوماسیون صنعتی

پزشکی: تجهیزات دیالیز، ژنراتورهای X-RAY و پمپ سرنگ ها و ونتیلاتورها

 خودروهای صنعتی: جرثقیلها و تجهیزات راه سازی و ...

CAN BUS چیست؟

CAN BUS مخفف Controller Area Network و برای اتوماسیون و ارتباط بین کنترلرها و سنسورها در صنعت کاربرد دارد. این پروتکل بسیار قدرتمند و قابل اطمینان و کم هزینه می باشد. اولین بار در سال 1986 توسط شرکت Bosch ارائه شده است و در حال حاضر در بسیاری از خودرو ها، ماشین های صنعتی، روباتهای صنعتی و کنترلرهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.

یک شبکه CAN BUS را می توان به سیستم عصبی بدن انسان تشبیه کرد. ECU های مختلف در یک خودرو از طریق این پروتکل با هم ارتباط برقرار می کنند. یک خودرو می تواند تا 70 ECU را روی یک CAN BUS داشته باشد.که هرکدام وظیفه کنترل موتور، کنترل ایبگ، کنترل سیستم صوتی، کنترل سیستم ترمز و ... را برعهده داشته باشند.

 can bus

 شبکه CAN BUS به ECU ها اجازه می دهد تا بدن هرگونه تداخل با یکدیگر تبادل داده داشته باشند.

پنج دلیل مهم برای محبوبیت CANBUS fi avp cdv ld fhan:

  1. پیاده سازی ارزان قیمت
  2. قابل اطمینان در مواجهه با تداخلات الکترومغناطیسی و همچنین رفع خطاهای بوجود آمده در سیستم
  3. قابلیت اولویت بندی برای قسمتهای مختلف طوری که هیچگاه پیام های با اولویت بالاتر از دست نخواهند رفت.
  4. قابلیت اضافه کردن تجهیزات یا ECU های جدید به سیستم

 

تاریخچه CANBUS:

1986: شرکت BOSCH، پروتکل CAN BUS را ابداع نمود.

1991: شرکت BOSCH پروتکل CAN2.0 را معرفی کرد به این صورت که CAN2.0A دارای 11 بیت و CAN2.0B دارای 29 بیت identifier می باشد.

1993: پروتکل CAN بعنوان استاندارد بین المللی ISO 11898 پذیرفته شد.

2012: شرکت BOSCH ورژن جدید CAN FD 1.0 را ارائه کرد.

 

رشته پیغام در CAN BUS:

یک رشته پیغام در CAN BUS مانند تصویر زیر می باشد. این پیغام از CAN2.0B تبعیت می کند. در مدل CAN2.0A تعداد بیت های Identifier به 11 بیت کاهش پیدا می کند.

 

 استاندارهای CAN BUS:

در حقیقت CAN BUS ابزار برقراری ارتباط را مانند یک خط تلفن بین دو نقطه فراهم می کند. حال چنانچه زبان مشترکی بین دو نقطه وجود نداشته باشدريال عملا استفاده از CAN BUS قابل استفاده نخواهد بود.

بنابراین مجموعه ای از پروتکل های استاندارد شده برای تعریف  چگونگی انتقال داده ها بین ECU ها از یک شبکه داده وجود دارد.

برخی از پرکاربردترین این استانداردها عبارتند از: SAE J1939، OBD2 ، CANopen وCAN FD

استانداردهای CAN BUS

 استاندارد SAE J1939:

استاندارد J1939 برای تعریف نحوه ارتباط ECU ها در یک شبکه CAN BUS بکار می رود.

در حقیقت CAN BUS ابزار برقراری ارتباط را مانند یک خط تلفن بین دو نقطه فراهم می کند. حال چنانچه زبان مشترکی بین دو نقطه وجود نداشته باشدريال عملا استفاده از CAN BUS قابل استفاده نخواهد بود. یکی از استانداردهای بین المللی که برای تعریف این زبان مشترک شکل گرفته است استاندارد SAE J1939 می باشد.

  • این استاندارد در خودرو های صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.
  • بر مبنای ISO 11898 طراحی شده است.
  • این استاندارد توسط سازندگان تجهیزات برای ایجاد وحدن رویه در برقراری ارتباط پیاده سازی می شود.

 

استاندارد ODB2:

این استاندارد بیشتر در خودروهای غیر صنعتی و برای عیب یابی و رفع عیب آنها استفاده می شود.

 

استاندارد CANOPEN:

این استاندارد بطور گسترده در تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده می شود

 

استاندارد CAN FD:

در این استاندارد در حقیقت صورت پیشرفته پروتکل CAN کلاسیک است. CAN BUS دارای بیت ریت بالاتر و قابلیت های بیشتری است.

 

 

مخازن در صنایع مختلف بعنوان محل ذخیره و یا ترکیب مواد مورد استفاده قرار میگیرند. در این بین اندازه گیری مواد بارگیری شده در این مخازن در بسیاری از صنایع مورد نیاز می باشد.

نمایشگر های وزن ساخته شده توسط شرکت صنعتگران ارتعاش پردازش  دارای دقت بسیار خوب و فانکشن های اندازه گیری متنوع برای توزین مخازن می باشند بطوری که در مخازنی که دارای سیستم همزن می باشند با دقت بسیار خوبی  توزین را انجام میدهند.

مدلهای EP100 و همچنین EP200 کنترلرهای مناسبی برای توزین مخازن می باشند.

در توزین مخازن رعایت موارد زیر در داشتن نتیجه مطلوب در توزین سودمند است:

  • در صورت امکان مخزن را روی سه پایه قرار دهید. این وضعیتی است که با اطمینان می توان گفت همه لودسل ها در تمام شرایط مخزن تحت فشار خواهند بود.
  • محل قرار گرفتن پایه ها بهتر است از مرکز ثقل مخزن بالاتر باشد. این امر به ثبات مکانیکی مخزن بسیار کمک می کند و لرزش های جانبی را بسیار کم می کند و در دقت توزین بسیار کمک می کند.
  • حتما مخزن را طوری مهار کنید تا امکان افتادن از روی لودسل ها وجو نداشته باشد
  • لودسل ها را هم لول کنید، این مسئله در مخازنی که بیش از سه لودسل دارند بسیار مهم است. برای این منظور از ورق های بسیار نازک که shim plate نامیده می شود استفاده می شود.
  • در مورد مخازن که بار در آنها به صورت یکنواخت در مرکز ریخته می شود و مرکز ثقل بار از راستای مرکز به طرفین تغییر نمی کند می توان از یک لودسل و دو پایه معمولی برای توزین استفاده کرد. البته دقت توزین در این روش تا حدودی پایین می آید ولی با توجه به هزینه بالای برخی از انواع لودسل ها، این روش در برخی موارد کاربردی می باشد

 

  • چنانچه برای توزین به دقت بالاتری نیاز باشد و یا مرکز ثقل به طرفین جابجا شود، استفاده از لودسل در همه پایه ها ضروری است.

  • یکی از نکات مهم در توزین مخازن توجه به ورودی و خروجی مخزن است. توجه کنید که اتصالات ورودی و خروجی قسمت هایی هستند که عدم توجه به آنها باعث آیجاد خطاهای بسیار بزرگ در اندازه گیری وزن می شود.

معمولا ورودی وخازن در بالا و خروجی در پایین مخازن تعبیه می شود. بهترین اتصال به گونه ای است که ورودی هیچ برخوردی با بدنه مخزن نداشته باشد.

 

این مکانیزم در مخازنی که تحت فشار و یا حاوی گاز هستند غیر قابل اجرا است و در این موارد ناگزیر به نصب اتصالات هستیم. در این موارد باید سعی کنیم از اتصالات منعطف استفاده کنیم تا جداقل اثر بارگذاری بعلت وجود اتصالات به سیستم توزین وارد شود.

یکی از انواع سنسورهای اندازه گیری نیرو سنسور هایی است که بر پایه پیزو الکتریک ساخته شده اند. در این مقاله سعی بر این داریم تا اجمالا توضیحاتی در مورد آن ارائه نمائیم.

کریستال پیزو الکتریک:

برای درک عملکرد پیزو الکتریک، باید نگاهی به داخل کریستال آن داشته باشیم.

مواد پیزو الکتریک بر اثر استرس های مکانیکی تولید بار الکتریکی می کنند. اصول عملکرد ساده است: بار الکتریکی تولید شده متناسب است با استرس مکانیکی اعمال شده به پیزو. حال با استفاده از یک مدار الکترونیکی این ولتاژ پایین تولید شده را به یکی از مدل های قابل استفاده در صنعت مانندسیگنال 0 تا 10 ولت تبدیل می کنیم

molecular crystal lattice of piezoelectric crystal

طراحی و عملکرد ترنسدیوسر های نیرو بر پایه پیزو الکتریک:

 رابطه بین تنش مکانیکی اعمال شده به کریستال و تغییر شارژ متناسب است. به عبارت دیگر، استرس بیشتر ، شارژ. بیشتر این اصل در تکنیک اندازه گیری نیروی پیزوالکتریک مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، برای اینکه کریستال تبدیل به یک مبدل شود، چیزی بیشتر نیاز دارد. سیگنال خروجی به اندازه سنسور بستگی ندارد و این یک مزیت خاص است.

به عنوان یک قاعده، یک سنسور حاوی دو عنصر کریستالی است. الکترود بین این کریستال ها قرار دارد. این الکترود بر لبه های جانبی دو طرف کریستال قرار می گیرد. یک کابل الکترود را به تقویت کننده شار وصل می کند. علاوه بر این، دیسک های کریستالی در یک محفظه فلزی قرار گرفته اند. این نه تنها کریستال ها را محافظت می کند، بلکه نقطه دوم تماس با آنها را نیز فراهم می کند، همانطور که به تقویت کننده شارژ از طریق سپر کابل متصل است.

لازم است تماس بسیار خوبی بین کریستال ها و الکترود و بین کریستال ها و محفظه ها وجود داشته باشد. بنابراین مواد باید دارای سطوح با کیفیت بالا و دقیقباشند. فقط زمانی می توان به شارژ الکتریکی دست یافت که سطوح تماس خوب طراحی شده باشند.

 ویژگی های سنسور های پیزو الکتریک:

ویژگی خاص مبدل های نیروی پیزوالکتریک این است که آنها دامنه های اندازه گیری بسیار بزرگ را پوشش می دهند. به عبارت دیگر، سنسور یکسان را می توان برای اندازه گیری نیروهای بسیار کوچک و بسیار بزرگ استفاده کرد. بنابراین، مبدل های نیروی پیزوالکتریک بسیار انعطاف پذیر هستند و در اندازه کوچک فقط چند میلی متر ضخامت دارند. به علت استحکام بالا آنها تغییر شکل آنها تحت بار ناچیز است.

 نکته جالب توجه در مورد سنسور های پیزو دریفت بالا در بارهای پایین و دریفت پایین در بارهای بالا می باشد. به نمودارهای زیر توجه کنید: