通信網絡的延時對電機振動給料機設備的影響
【簡單介紹】
【詳細說明】
電機振動給料機設備的網絡化多電機同步控制系統的網絡延遲主要包括:(1)伺服控制器到控制器的反饋數據傳輸延遲;(2)控制器的計算延遲;(3)控制器到伺服控制器的命令傳輸延遲。網絡延遲取決于兩個因素:一是有限的網絡帶寬,二是網絡出錯導致的報文重傳。隨著現代工業的發展,多電機同步控制系統的規模不斷增大,要求網絡帶寬通信能力越來越強,但現有的網絡帶寬通信能力難以滿足高精度控制系統的要求,從而造成電機振動給料機設備的各電機不能夠同時響應控制命令,造成同步誤差。
由于工廠環境復雜,電機振動給料機設備的通信網絡會受到電磁干擾等產生故障,由此產生的報文重發必然增大網絡延遲,這也會使多電機同步控制系統的同步性能變差。網絡化多電機同步控制系統的節點主要分為三類:傳感器節點、控制器節點和執行器節點。相關節點必須要保持同步,即傳感器節點要同時進行采樣,為控制器反饋具有相同時刻的信號;各執行器節點必須同時更新采樣數據并保持控制器的輸入,同步執行控制器的控制命令。電機振動給料機網絡化多電機同步控制系統的通信同步主要是靠相關節點之間的時間同步來實現。
電機振動給料機的節點之間的時間同步措施分為兩種:一是采用網絡時鐘同步協議來實現時間同步;二是采用網絡廣播(或組播)的方式來實現事件同步,大部分的現場總線多采用網絡廣播(或組播)的方式實現事件同步。多電機同步控制系統各電機之間的運動有著嚴格的同步關系,但是網絡廣播(或組播)方式的網絡結構又決定了各節點之間的通信不能同時占用總線,因此要在有限的網絡帶寬件下實現高精度的同步控制,對網絡通信的同步控制協議研究具有重要的意義。本文提出了一種“不同時間通信、同時執行”協議模型來抑制電機振動給料機設備的通信延遲對系統同步性能的影響,即主節點與從節點之間通過不同時間使用總線來實現采樣信息的反饋及控制命令的發送,隨后主節點以廣播的方式發出同步運行指令,驅動各個從節點同步執行當前的控制命令。
在電機振動給料機設備的多電機同步控制系統的通信網絡協議中規定:控制器節點以時間驅動方式,用控制器時鐘作為基準,為各個節點提供一個的運行周期,傳感器節點和執行器節點以事件驅動為基本方式,各種節點之間的時序關系,網絡化的多電機同步控制系統的單個周期運行方式。該協議模型的運行方式模仿傳統并行連線結構的運動控制系統,由控制器提供整個系統的運行周期,由于傳感器節點的采樣命令與執行信息同時發布,而且在很多情況下,電機振動給料機的控制器和傳感器的網絡節點是相同的,他們可以采用同一信號實現驅動。
采電機振動給料機用該協議模型,雖然控制命令分時使用總線,但只有控制器節點發出執行信息后,控制命令才能夠執行,從而各電機相應控制命令是同步的,保證了多電機同步控制系統具有較好的同步性能。高精度的多電機同步控制系統對于節點同步要求*,除了采用合理的協議之外,采用適當的網絡延時補償電機振動給料機也是提高節點同步精度的有效措施。
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