Interfacce Digitali e Analogiche

Comandi Veloci e Semplice Integrazione

Controllo Utilizzando Interfacce Digitali

Le interfacce veloci USB o TCP/IP così come l'RS-232 sono le interfacce standard supportate dai moderni controllori PI.

Oltre a questo, PI offre inoltre interfacce real-time compatibili quali SPI o l'interfaccia parallela a 32 bit (PIO).

Per stabilire la connessione con l'ambiente dell'applicazione, sono inoltre possibili interfacce seriali specifiche per il cliente.

Interfacce Analogiche: Comandi in Real-Time

In caso di dispositivi analogici, il valore analogico di input viene linearmente amplificato e la tensione di output viene trasmessa al dispositivo. Controllori di movimento analogici, ancora utilizzati per i sistemi di posizionamento piezo, sono equipaggiati con un controllo analogico, proporzionale, integrale e differenziale (PID) e processi di linearizzazione attraverso i quali il voltaggio di input corrisponde il più possibile alla posizione di target. La risoluzione e il tempo di processo dipendono direttamente dai componenti utilizzati e consentono un movimento sub-nanometrico e comandi in real-time.

Molti dei controllori di movimento digitali di PI sono inoltre dotati di interfacce analogiche che possono essere utilizzate per sensori esterni o come sorgente per generare un valore di posizione. Per ottenere la capacità e la risoluzione in real-time di un controllore analogico, PI utilizza processori veloci e convertitori A/D ad alta risoluzione da 16 a 20 bit con processi sovracampionamento.

Output analogici possono essere utilizzati per monitorare la posizione assiale o per controllare un dispositivo a motore esterno.

In aggiunta, PI offre un'interfaccia analogica per diversi controlli quale connessione ad elementi di comando esterni quali i joystick. I controllori moderni PI supportano a questo scopo apparecchiature HDI che sono collegate al controllore per mezzo di un'interfaccia USB.


EtherCAT: Orologio Sincrono per l'Intera Linea di Automazione

Le interfacce Fieldbus in Real-Time sono spesso utilizzate in linee di produzione automatizzate. Real time significa non solo che la trasmissione stessa è garantita ma anche la sequenza cronologica. Questo vuol dire che i comandi raggiungono i singoli dispositivi esattamente nell'ordine sequenziale e cronologico nel quale sono stati trasmessi.

I sistemi Hexapod con l'interfaccia field bus opzionale di PI vengono proposti per l'integrazione nelle linee di automazione. Attualmente, i controllori hexapod supportano EtherCAT, ulteriori protocolli real-time sono attualmente in fase di preparazione. 

>> Connettività EtherCAT dei Prodotti PI

Comunicazione tra il PLC e il Controllore dell'Hexapod

Il PLC ad alto livello opera nella cosiddetta modalità CSP (Cyclic Synchronous Position Mode) e comunica con il controllore dell'Hexapod via EtherCAT. Come elemento master, specifica le posizioni di destinazione o le traiettorie dei singoli assi come coordinate Cartesiane di destinazione nello spazio e inoltre riporta la posizione reale all'interfaccia fieldbus. Altri calcoli richiesti per comandare i sistemi a sei assi a cinematica parallela vengono fatti dal controllore dell'Hexapod, ad esempio, trasformare le posizioni di destinazione da coordinate di destinazione Cartesiane in comandi di azionamento per ciascun dispositivo. Nel bus, il sistema Hexapod agisce come dispositivo multi-asse intelligente.

Protocollo di Comunicazione: CANopen

Il protocollo iniziale di comunicazione EtherCAT è il CANopen. Mentre EtherCAT assicura una trasmissione in real-time, CANopen definisce come i dati vengono trasmessi. L'implementazione è conforme allo standard CiA402 (IEC 61800-7-201/301) e supporta sia gli oggetti dei dati di processo (PDO) per la trasmissione in tempo reale sia gli oggetti dei dati di servizio (SDO) per la parametrizzazione. 
 

Utilizzando i protocolli Ethernet standardizzati in real time e spostando i calcoli di trasformazione sul controllore dell'Hexapod, l'utente non dipende da uno specifico produttore PLC.


Comandi Diretti Personalizzati: Interfacce Seriali Periferiche (SPI)

Il trasferimento seriale dei dati per mezzo del SPI è principalmente destinato alla trasmissione di valori di posizionamento digitalizzati dal controllore PI e dei segnali di controllo al controllore PI. La trasmissione avviene con ritardo marginale e velocità di aggiornamento che corrispondono ai tempi del ciclo del servoazionamento del controllore.

In questo caso, l'interprete standard dei comandi per il General Command Set PI (GCS) può essere bypassato, rendendo così obsoleta la conversione dei comandi. Questo è di specifico interesse per l'utente nel caso in cui i propri segnali digitali devono essere integrati in real time per i valori di target.

In alternativa, i comandi GCS possono essere inoltre trasmessi, dando così accesso a tutte le funzioni del controllore. Oltre a collegare i controllori esterni, gli SPI di PI sono inoltre utilizzati per la trasmissione interna dei dati tra il controllore e gli elementi meccanici.

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