CAN總線伺服分布式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

  隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制和自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的通信模式已不能滿足現(xiàn)代工程的需要。CAN（ControllerAreaNetwork）20世紀(jì)80年代初德國(guó)總線Bosch公司開發(fā)的串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議是解決現(xiàn)代汽車中許多控制和測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換，是一種性能先進(jìn)、價(jià)格低廉、保密性好的現(xiàn)場(chǎng)總線（FieldBus）串行通信網(wǎng)絡(luò)可有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制。CAN所有節(jié)點(diǎn)都有權(quán)向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖。其主要技術(shù)特點(diǎn)是：多主線：網(wǎng)絡(luò)上的任何節(jié)點(diǎn)都可以隨時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，多主站根據(jù)優(yōu)先機(jī)制訪問(wèn)總線；非破壞性基于優(yōu)先線仲裁技術(shù)：采用非破壞性基于優(yōu)先線仲裁技術(shù)結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間，在重負(fù)荷下性能良好；傳輸數(shù)據(jù)功能多種多樣：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（組）和全球廣播傳輸數(shù)據(jù)功能；節(jié)點(diǎn)數(shù)量多：直接通信距離可達(dá)10km(傳輸速率為5kbps），最高通信速率可達(dá)1Mbps(傳輸距離為40m）;高可靠性：數(shù)據(jù)鏈路層采用短幀結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)性高，糾錯(cuò)效果好，每幀信息CRC驗(yàn)證等驗(yàn)證措施，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率低，可靠性高；故障自動(dòng)識(shí)別：如果仲裁丟失或因錯(cuò)誤而損壞的幀可以自動(dòng)重新發(fā)送，暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)識(shí)別和故障節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)分離CAN總線。CAN總線伺服系統(tǒng)由CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)發(fā)器節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，總線技術(shù)將不同位置、不同用途的測(cè)量?jī)x器和控制設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)，并可訪問(wèn)Intranet和Internet網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的關(guān)鍵標(biāo)志是支持雙向多變量和總線全數(shù)字通信。傳統(tǒng)4～20mA隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜和信息量的增加，模擬直流電路只能單向傳輸一個(gè)參數(shù)，4～20mA電流環(huán)傳輸已成為限制信息傳輸?shù)钠款i，因此現(xiàn)場(chǎng)總線取代了4條～20mA模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)已成為控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

  基于CAN多電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)由上位機(jī)、CAN由總線和現(xiàn)場(chǎng)伺服單元節(jié)點(diǎn)組成。數(shù)控系統(tǒng)上位機(jī)通過(guò)。CAN數(shù)字伺服與數(shù)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸可分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是指實(shí)時(shí)位置、速度、扭矩等控制指令和反饋信息，傳輸速度要求較高。非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要是指控制器參數(shù)設(shè)置、功能設(shè)置、診斷功能、伺服狀態(tài)和報(bào)警等信息，傳輸速度相對(duì)較低。CAN總線伺服接口適配器是上位機(jī)和伺服單元數(shù)據(jù)傳輸和控制的橋梁。總線伺服單元通過(guò)總線收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。