西門子S7-200模塊CPU221中央處理單元

如今，創(chuàng)新型機(jī)床設(shè)備大多都采用了模塊化技術(shù)、分散式控制技術(shù)和柔性技術(shù)。它們的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)符適用戶的使用要求，以用戶為主導(dǎo)和符合未來發(fā)展需要。例如，分散式配置的控制系統(tǒng)簡化了整個(gè)工作流程，從方案設(shè)計(jì)、規(guī)劃設(shè)計(jì)到性能測(cè)試直至調(diào)試驗(yàn)收的全過程皆進(jìn)行簡化。此時(shí)，Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)便是快速掌控各個(gè)模塊的基礎(chǔ)和保障，這也適用于移動(dòng)應(yīng)用或動(dòng)態(tài)安裝調(diào)試：將數(shù)據(jù)傳送給運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的機(jī)床及設(shè)備部件。*以來，這些數(shù)據(jù)傳送的工作都是由母線、匯流環(huán)、數(shù)據(jù)光柵、托板鏈或高柔性的電纜進(jìn)行完成。在機(jī)床設(shè)備的發(fā)展歷程中，也出現(xiàn)過一些無線通訊、能和諧集成到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)通訊網(wǎng)絡(luò)中的“孤島"。例如藍(lán)牙技術(shù)（IEEE802.15.1）就是一種高可靠性和安全的接口技術(shù)，在汽車制造領(lǐng)域中得到了廣泛的推廣使用，作為產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它提供了抗干擾的數(shù)據(jù)通訊和短程無線網(wǎng)絡(luò)功能。


Weidmüller公司研發(fā)的SAI藍(lán)牙模塊所達(dá)到的安全防護(hù)等級(jí)為IP 67，適用于在那些因工作時(shí)擴(kuò)展或因空間條件難以使用總線電纜的工作場(chǎng)合、或電纜會(huì)干擾設(shè)備部件運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合（圖1）。一個(gè)SAI藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)能夠利用無線通訊方式與6個(gè)從站保持通訊。在這一過程中，其作為Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的一員，同時(shí)也是這一現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中的一個(gè)從站。各個(gè)SAI模塊的工作循環(huán)時(shí)間小于15ms，子集答應(yīng)無線傳輸間隔為50m。


圖1 Weidmüller公司研發(fā)生產(chǎn)的新型SAI藍(lán)牙模塊在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)很多，適用于在因工作擴(kuò)展或空間條件難以使用總線電纜的工作場(chǎng)合；也適合在運(yùn)動(dòng)設(shè)備部件中使用


意大利的一家自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)廠為其新型裝配工作站尋找無線通訊解決方案。在公司裝配工作站中，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)有著不同的缸間距和氣門中心間距缸蓋。不同缸蓋的裝配和定位裝夾等功能也是有差異的。為此，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)三座標(biāo)裝配機(jī)械手，用于裝配不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋。技術(shù)的復(fù)雜性導(dǎo)致傳感器、信號(hào)接收器間以及控制系統(tǒng)輸進(jìn)和輸出間導(dǎo)線連接的復(fù)雜性。SAI藍(lán)牙模塊的使用令他們實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)（圖2）：將現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)與電氣控制柜間的大量電纜，包括費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中的電纜都減少到了少數(shù)目。


圖2 意大利機(jī)床制造團(tuán)體公司對(duì)其缸蓋裝配工作站中使用Wireless通訊技術(shù)和Weidmüller公司的SAI藍(lán)牙模塊表示滿足


藍(lán)牙模塊定義了在2.4GHz ISM頻段內(nèi)開放的通用無線接口，有效通訊間隔為100m。使用的是標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙串口技術(shù)協(xié)議SPP基礎(chǔ)之上的通訊協(xié)議，基于CANopen作為WIRELESSopen來執(zhí)行。Weidmüller公司把產(chǎn)業(yè)Wireless技術(shù)作為工藝技術(shù)，在應(yīng)用領(lǐng)域中制定了可行的解決方案；并非將其作為自動(dòng)化的替換技術(shù)。SAI藍(lán)牙用于裝配工作站中SAI與網(wǎng)關(guān)間所有數(shù)據(jù)的無線傳送。利用Weidmüller公司的藍(lán)牙SAI，系統(tǒng)可構(gòu)建一個(gè)有31個(gè)各帶一個(gè)網(wǎng)關(guān)的小型對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)和6個(gè)從站（圖3）。在一個(gè)系統(tǒng)中共計(jì)可有186個(gè)藍(lán)牙模塊相互通話。這些儀器設(shè)備的配置和地址賦值都可以在Profibus DP網(wǎng)絡(luò)中通過慣用的GSD數(shù)據(jù)來完成。