如今的生產商整日與成本、裝配以及可靠性做斗爭,因為它們會降低利潤率導致現場故障并損害消費者的信心。許多事件都是由于復雜線束的使用或RS-485等過分簡化的總線技術導致的。大多數控制網絡技術并不是針對低成本傳感器設計的,因此要么很便宜,要么無法滿足將其聯網所需的特性。相同的傳感器既不能依賴于更復雜的、昂貴的網絡試運行工具,也不能依賴于系統集成商。傳感器通常通過一個線束和控制器相聯,如獨立的摸擬I/O。目前控制網絡技術將工廠地面上的多個控制器連接起來。反之,在機器或某一小塊區域中,嵌入的控制網絡伺機取代控制器和傳感器之間的模擬連接(圖1)。
嵌入式控制網絡的期望特征
嵌人式控制網絡的關鍵特征包括:
•自組織——將自身設定到全功能狀態;即插即用。
•動力鏈接——為相同線路上用于控制通信的小傳感器和執行器提供有限但充足的供電電流。
•靈活的布線——使布線滿足機器進行星形總線、環形或混臺布線結構等大多數本地布線的要求。
•可靠的通信——工廠中惡劣的環境條件使可靠的通信變得十分困難。如果利用基于RF的系統你需要考慮系統會受到來自移動設備和人、無效區和電池壽命的影響。
•低成本
•與外部網絡的連通性——實現了遠程監控和控制。
嵌入式控制網絡的優勢
嵌人式控制網絡的這些特征帶來了一系列好處包括更有效的操作和簡化的產品、安裝授權以及生命周期成本。
•將產品的生命周期成本降至最低 使用自組織網絡,無需雇傭有經驗的勞動力或技工來現場安裝設備,并降低了裝配和維護成本。改善的可靠性減少了故障的發生和更低的保障成本。
•實現的新功能——通過提供到傳感器和執行器產生的低水平數據的本地和遠程通路,你可以獲得過程效率和能源消耗信息,支持以前不可能進行的分析和特征描繪。
•更高的消費者滿意度——可以從傳感器獲得更多的信息實現利用遠程或本地診斷機器進行預防性維護。減少了機器故障率,提高了用戶滿意度。
•保障了消費者的生意——帶有嵌入式控制網絡的傳感器可以將預先維護的數據直接發送給制造商,使他們能夠提前通知客戶,并保障生意的順利進行。
從頭開始設計
Pyxos平臺為嵌入式控制網絡提供了一個耐用的、被廣泛接受的平臺。Pyxos的自由拓撲雙絞線網絡擁有一個包含32個節點的主從構架,這些節點被嵌入到傳感器和執行器中,還有一個引導(控制)節點通過LonWorks網絡與外界相連(圖2)。該網絡利用一個確定性信號傳輸方法以312.5Kbps的速度運行,每25ms就會對32個節點進行一次掃描。如果系統中節點數較少,掃描速度會相應提高。
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Pyxos通信IC大小為5mm×5mm(圖3),適用于任何傳感器或執行器。Pyxos IC包括通信協議,可以和數字輸入或輸出端口直接連接,成為一個超小型智能設備。此外,它還可以通過SPI端口和任意低成本微控制器連接,Pyxos IC的靈活性——使用時無需微控制器來進行簡單設計,與傳感器中現有的微控制器直接連接(圖4)——使它成為一種可以嵌入到任何傳感器中的經濟型元件。
將Pyxos和其它目前普遍應用的I/O總線進行了對比,如CAN、AS-i、LIN、私人用RS-485。絕大多數或者不適合大范圍嵌入式控制網絡,或者只是針對某個特殊行業應用領域設計。
多種應用
Pyxos可以應用于多個領域,包括照明控制(商用和民用都可以)、電梯和出租車控制、工業控制(將控制器/PLC和傳感器及其它I/O相連),以及放置在玩具和自動販賣機中。
最后的思考
Pyxos平臺是一個從頭設計的嵌入式控制網絡,可以被應用到多個領域中,在這些領域中現存的低水平總線和網絡技術還不具備跨行業、多廠商兼容性(盡管已經滲透到一些特定行業中),而這些正是嵌入式控制同絡解決方案所應該提供的。
Kevcharacteristics of embedded control networks inculude:
a..Self-Organizing-configure themselves into a fully functional state;plug-and-play
b..Link Powered-supply a limited but sufficient amount of current to power small sensors and actuators on the same wires used for control communication
c..Flexible Wiring-let the wiring fit the most logical lay out of the machine allowing a star,bus,ring,or mixed wiring configuration
d..Reliable Communication-factory floor have harsh environmental conditions that make reliable communications difficult.If using RF-based systems,you should ask questions about how the systems are affected by reflections from moving equipment and people,null zones and battery life
e..Low-Cost
f..Connectivity with Extemal Networks and Internetenables remote monitoring and control