โมดูลตัวรับบัส CAN และแหล่งจ่ายไฟระบบ X20 B&R X20BR7300

การผสานรวมด้านฟังก์ชันและประโยชน์ใช้สอยในอุตสาหกรรม

The X20BR7300 (X20BR7300) ทำหน้าที่เป็นหน่วยสื่อสารระดับระบบประสิทธิภาพสูงและตัวรับบัสแบบกระจายศูนย์ภายในระบบอัตโนมัติ B&R X20 โมดูลนี้ออกแบบมาเพื่อขยายสถาปัตยกรรมแบ็กเพลนเฉพาะที่ผ่านเครือข่ายแบบกระจาย โดยทำหน้าที่สองประการ ได้แก่ เป็นโหนดตัวรับส่งสัญญาณทางกายภาพสำหรับเครือข่ายบัส CAN ความเร็วสูง และจัดเตรียมไฟเลี้ยงลอจิกภายในที่มีการควบคุม รวมถึงไฟเลี้ยงสำหรับการทำงานของ X2X Link

โมดูลนี้มักติดตั้งในโทโพโลยีแบบกระจายที่ซับซ้อน เช่น โรงงานรีดพลาสติก สายการบรรจุกระดาษหลายขั้นตอน และเซลล์การประกอบยานยนต์ ซึ่งสถานี I/O แยกอยู่ห่างจากคอนโทรลเลอร์หลัก การดำเนินการอัปเดตเฟิร์มแวร์อัตโนมัติโดยตรงผ่านเส้นทางฟิลด์บัสต้นทางช่วยลดภาระการบำรุงรักษาด้วยตนเอง ทำให้ซอฟต์แวร์ของโหนดปลายทางทั้งหมดมีพื้นฐานเดียวกัน และลดเวลาในการกู้คืนระบบระหว่างการเปลี่ยนชิ้นส่วนตามวงจรอายุการใช้งาน

โทโพโลยีเครือข่ายและโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงาน

สถาปัตยกรรมของโมดูลนี้มีการต่อปลายทางกายภาพโดยตรงสำหรับแบ็กเพลนภายใน B&R X20 รองรับการขยายโมดูล I/O ดิจิทัลหรือแอนะล็อกที่ต่อเนื่องกันได้สูงสุด 43 โมดูล โดยทำงานด้วยความเร็วส่งข้อมูล 1 Mbit/s ผ่านอินเทอร์เฟซ CAN จึงให้การซิงโครไนซ์ข้อมูลที่กำหนดเวลาได้แน่นอน โดยไม่ทำให้เกิดความแกว่งของเครือข่ายหรือข้อผิดพลาดจากแพ็กเก็ตสูญหาย

ระบบจ่ายไฟในตัวรับอินพุตแหล่งจ่าย 24 VDC แบบค่าเล็กน้อย และแปลงเป็นรางไฟฟ้าแบบแยกวงจรสำหรับจ่ายไฟให้ลอจิกของแบ็กเพลนภายในและขับเคลื่อนบัสสื่อสาร X2X Link ความเร็วสูง การแยกบัสภายในนี้ช่วยป้องกันกราวด์ลูปและสัญญาณรบกวนความถี่สูงไม่ให้ทำลายสัญญาณข้อมูล ทำให้แบ็กเพลนทำงานได้อย่างสม่ำเสมอในสภาพแวดล้อมที่มีความผันผวนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างรุนแรง

ตารางสมรรถนะทางเทคนิค

คำถามทางวิศวกรรมและวิธีการวินิจฉัย

• ฟีเจอร์อัปเดตเฟิร์มแวร์อัตโนมัติดำเนินการผ่านบัส CAN อย่างไร

  เมื่อสถานีขยายเริ่มต้นการทำงาน ตัวควบคุมหลักจะสแกนการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์และเปรียบเทียบลายเซ็นเฟิร์มแวร์ที่ฝังอยู่ใน X20BR7300 กับอิมเมจซอฟต์แวร์หลัก หากพบความไม่ตรงกัน ตัวควบคุมจะส่งแพ็กเก็ตเฟิร์มแวร์ไบนารีที่ถูกต้องลงมาตามช่องทางฟิลด์บัส เพื่อเขียนหน่วยความจำแฟลชภายในใหม่โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือเขียนโปรแกรมภายนอกหรือปรับสวิตช์ DIP ด้วยตนเอง

• จะเกิดอาการใดขึ้นหากโหลดหน้าสัมผัส 10 A ที่ด้านจ่ายไฟเกินขีดจำกัด

  การเกินขีดจำกัดกระแสสูงสุด 10 A ทั่วโครงสร้างหน้าสัมผัสขั้วต่อจะทำให้เกิดความร้อนเกินภายใน ส่งผลให้แรงดันบนรางไฟเลี้ยงลอจิกภายในตก เมื่อไฟเลี้ยงลอจิกลดลงต่ำกว่าขอบเขตที่ยอมรับได้ โมดูลปลายทางจะสูญเสียการซิงโครไนซ์การสื่อสาร CPU จะแจ้งข้อผิดพลาดการหยุดชะงักของ X2X Link และโหนดจะเปลี่ยนเข้าสู่สถานะแยกวงจรแบบไม่มีไฟฟ้าที่ปลอดภัย

• ต้องดำเนินการอย่างไรเพื่อให้มั่นใจว่ามีการติดตั้งตัวต้านทานปลายสายอย่างถูกต้องที่ปลายกายภาพของการจัดเรียง X20 slice

  X20BR7300 มาพร้อมแผ่นปิดปลาย X20 มาตรฐาน แผ่นเหล่านี้ไม่ได้มีไว้เพื่อการตกแต่ง แต่ทำหน้าที่ให้เส้นทางโครงสร้างและการป้องกันสัญญาณรบกวนของบัสแบ็กเพลนภายในสมบูรณ์ การไม่ติดตั้งแผ่นปิดปลายจะทำให้สายข้อมูลภายในสัมผัสกับ EMI โดยรอบและทำให้ความต่อเนื่องของโครงสร้างขาดตอน ซึ่งอาจทำให้ข้อมูลหลุดผิดปกติหรือการเริ่มต้นระบบล้มเหลวตลอดทั้งชุด 43 โมดูล

ขั้นตอนการทดสอบระบบภาคสนามและความปลอดภัย

การกระจายกำลังไฟและการแยกวงจรด้านต้นทาง

เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 24 VDC ขาเข้ากับโมดูลโดยใช้แหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรมแบบควบคุมแรงดันโดยเฉพาะ ติดตั้งเบรกเกอร์วงจรขนาดเล็ก (MCB) แบบตัดเร็ว 10 A ที่ด้านต้นทางของขั้วจ่ายไฟโมดูล เพื่อป้องกันความผิดพลาดจากกระแสเกินไม่ให้ทำลายลายวงจรแบ็กเพลนภายใน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นทางไฟกลับ 0 VDC เชื่อมต่ออ้างอิงกับบัสกราวด์ของตู้ควบคุมส่วนกลางอย่างแน่นหนา เพื่อลดปัญหาสัญญาณรบกวนแบบโหมดร่วม

มาตรฐานการเดินสายฟิลด์บัสและการติดตั้งตัวต้านทานปลายสาย

การเชื่อมต่อบัส CAN ทั้งหมดต้องใช้สายคู่บิดเกลียวแบบมีชีลด์ที่มีอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ 120 โอห์ม ติดตั้งตัวต้านทานฟิล์มโลหะขนาด 120 โอห์มคร่อมสาย CAN_H และ CAN_L ที่โหนดต้นทางและปลายทางกายภาพของช่วงฟิลด์บัส ปอกชีลด์สายออกแล้วยึดให้แน่นภายในแคลมป์กราวด์อิมพีแดนซ์ต่ำที่ให้มากับฐานติดตั้ง เพื่อเบี่ยงเบนสัญญาณรบกวนความถี่สูงแฝงออกจากทรานซีฟเวอร์สื่อสาร

การใส่โมดูลและการจัดแนวการเลื่อน

ก่อนเสียบโมดูลเข้ากับฐานเสียบ ให้ปิดแหล่งจ่ายไฟหลักและไฟเสริมทั้งหมด จัดแนวรางนำของโมดูลให้ตรงกับช่องรับของฐาน แล้วเลื่อนชุดลงในแนวตั้งจนแถบล็อกเชิงกลเข้าที่พร้อมเสียงคลิกอย่างชัดเจน ยึดโมดูลด้วยสกรูยึดในตัวเพื่อให้มีการต่อลงกราวด์กับราง DIN อย่างถูกต้อง การใช้งานแบ็กเพลนโดยขันสกรูเหล่านี้ไม่แน่นสนิทอาจทำให้การเชื่อมต่อไฟฟ้าขาด ๆ หาย ๆ ในสภาวะที่มีแรงสั่นสะเทือนสูง