CAN總線在張緊器驅動監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
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CAN作為一種串行總線, 特別適用于含有一群智能設備的系統(tǒng)或子系統(tǒng)中，總線上任一個節(jié)點均可在任一時刻主動向網絡上的其他節(jié)點發(fā)送數據，而從不分主從，通信靈活，總線上的節(jié)點可分為不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求。采用非破壞性總線仲裁，當兩節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數據發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)發(fā)送數據。具有實時性強、可靠性高、通信速率快、結構簡單、互操作性好、總線協(xié)議具有完善的錯誤處理機制、靈活性高和價格低廉等特點，在工業(yè)測控和工業(yè)自動化等領域有很大的應用前景。
在歐美等國，CAN總線已被廣泛地應用于汽車、火車、輪船、機器人、智能樓宇、機械制造、數控機床、各種機械設備、交通管理、傳感器、自動化儀表等領域。
在國內，CAN總線技術被大量地應用于工農業(yè)監(jiān)控、電廠測控、火災報警、變電站控制、煤炭綜合監(jiān)控等。 2張緊器驅動監(jiān)控系統(tǒng)
電機驅動上、下履帶運動，在摩擦力的作用下拖動管線運動，正常鋪管速度為 30m/min，但在鋪管過程中，受風浪影響，當船上升時，管線將承受很大拉力，當拉力超過昀大許用拉力值 Fmax時，造成管線破壞或使鋪管船定位錨走錨造成事故；當船下降時，管線承受拉力減小，若拉力值小于昀小拉力值 Fmin時，管線將承受很大彎曲應力，該應力將超過管線材料的屈服極限，從而引起管線產生塑性變形。這就要求管線在鋪設過程中受張緊力 F范圍為： FminFFmax。所以電機在工作過程中除驅動履帶進行正常鋪管外，還應在船上升時快速放管，船下降時放慢鋪管速度直至停止或者收管，時刻保持張緊力在規(guī)定范圍內。
驅動監(jiān)控系統(tǒng)對電機的監(jiān)控為實時過程，通過采集張緊力、電機轉速等信息，實時控制電機的運行，且四個交流伺服電機具有良好的同步性。監(jiān)控系統(tǒng)結構如圖 1所示
單片機與 CAN總線連接方式有兩種：片外連接和片內集成。傳統(tǒng)的方式是將 CPU與 CAN總線控制器和總線收發(fā)器相連后再接入總線網絡，這樣使 CPU外圍電路復雜化，整個系統(tǒng)受外部影響較大。因此本系統(tǒng)選用其中以 Silicon Laboratories公司的 C8051F040型單片機，它在一塊芯片上集成了 64KB Flash、4352B RAM、CAN控制器 2.0、2個串行接口、 5個 16位定時器、 12位 A/D轉換器、8位 A/D轉換器及 12位 D/A轉換器等。為進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在 CAN控制器引腳 CANTX、CANRX和收發(fā)器 PCA82C250之間并不是直接相連，而是通過由高速光耦 6N137構成隔離電路后再與 PCA82C250相連[9]，這樣可以很好的實現總線上各節(jié)點的電氣隔離。
為保護 PCA82C250免受過電流沖擊，在其 CANH和 CANL引腳各自通過一個 5的限流電阻與 CAN總線相連，在 CANH和 CANL與地之間各聯(lián)一個瞬態(tài)電壓抑制二極管。為防止總線上的高頻干擾和電磁輻射，CANH和 CANL與地之間各自接一個 30pF濾波電容。硬件接口電路如圖 2所示。此外，操作員通過觸摸屏幕設置參數，通過 LCD顯示器監(jiān)視系統(tǒng)各個參數。電機控制單元采用：單片機―變頻器―交流伺服電機的控制方式，信號通過 CAN總線對變頻器進行控制進而控制電機的運行狀況。
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