基于CAN總線和PCC的多電機(jī)消隙天線控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上，選用貝加萊的PCC為核心控制單元，通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)四臺(tái)直流調(diào)速器及其直流電動(dòng)機(jī)的組網(wǎng)，天線控制單元、控保單元、轉(zhuǎn)臺(tái)位置信號(hào)分別通過(guò)通信擴(kuò)展接口構(gòu)成完整的天線控制系統(tǒng)。
本系統(tǒng)中，PCC采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)控制直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，這不僅可以使電氣接線大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)安裝及維護(hù)工作大大減輕，且PCC可以以高速，高精度地對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，而且PCC對(duì)直流調(diào)速器實(shí)時(shí)狀態(tài)信息監(jiān)控更加具體全面，從目前業(yè)內(nèi)高機(jī)動(dòng)雷達(dá)及其它車載計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，CAN總線的廣泛應(yīng)用已成為一個(gè)必然的技術(shù)趨勢(shì)。
4.2 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)
該多電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件基于PCC的開(kāi)發(fā)平臺(tái)Automation Studio集成軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)，充分利用了標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)控制器PCC的軟硬件優(yōu)勢(shì)：
（1) PCC的所有軟件均采用模塊化結(jié)構(gòu)搭建，各個(gè)模塊的功能既相對(duì)獨(dú)立，又通過(guò)數(shù)據(jù)接口相互關(guān)聯(lián)，既利于協(xié)同開(kāi)發(fā)與維護(hù)，又便于項(xiàng)目的歸檔與標(biāo)準(zhǔn)化。各個(gè)任務(wù)模塊相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)風(fēng)格，可以有效地保證在系統(tǒng)器件或工藝要求變動(dòng)時(shí)，對(duì)控制軟件的影響都將是局部的、單一的。
（2) 該多電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格，由多層面多模塊構(gòu)建而成，電機(jī)的控制策略程序與底層數(shù)據(jù)采集和底層通信程序無(wú)關(guān)，有利于項(xiàng)目的局部改動(dòng)調(diào)整與設(shè)備擴(kuò)展，項(xiàng)目軟件的代碼可以獲得最大程度的可重用性。
（3) 該多電機(jī)控制系統(tǒng)軟件全部采用BASIC高級(jí)語(yǔ)言編制，軟件具有很好的可讀性與易維護(hù)性。
（4) 采用CAN總線對(duì)多臺(tái)直流電機(jī)（驅(qū)動(dòng)器）的控制，也是本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的最突出特點(diǎn)之一，PCC可以通過(guò)CAN總線高速、高精度地對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)電機(jī)進(jìn)行全面的信息采集與實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括每臺(tái)電機(jī)的速度、方向、啟停、使能、設(shè)定電流進(jìn)行控制，并可監(jiān)視電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速、方向、啟停、使能狀態(tài)、電機(jī)的電流及故障狀態(tài)等信息。
4.3 應(yīng)用軟件的模塊化結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)的應(yīng)用軟件充分利用了BR 的Automation Studio集成軟件平臺(tái)的應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)化與模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。按照系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)要求，整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)模塊，各個(gè)模塊之間按照嚴(yán)格定義的接口規(guī)范，相互傳遞信息。各個(gè)任務(wù)模塊相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)風(fēng)格，可以有效保證在系統(tǒng)器件或工藝要求改動(dòng)時(shí)，對(duì)控制軟件的影響都是局部的、集中而單一的。整個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 應(yīng)用軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

4.3 容錯(cuò)設(shè)計(jì)
為了為保證整個(gè)天線控制系統(tǒng)各機(jī)械、電氣部件的可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)對(duì)天線控制作了以下容錯(cuò)設(shè)計(jì)：
（1） 當(dāng)某臺(tái)直流調(diào)速器因某種原因觸發(fā)報(bào)警時(shí)，該調(diào)速器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)是無(wú)法按照控制指令運(yùn)動(dòng)的，為避免意外情況發(fā)生，本系統(tǒng)做了安全性的保護(hù)措施——停止所有電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。并可通過(guò)顯示的錯(cuò)誤代碼，直觀地告知操作人員，進(jìn)行意外情況的相應(yīng)排錯(cuò)處理。
（2）當(dāng)控保電路采集到限位信號(hào)的觸發(fā)，多電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制程序會(huì)保護(hù)性地將電機(jī)停止下來(lái)，以免轉(zhuǎn)臺(tái)觸及機(jī)械限位部件，引起電機(jī)堵轉(zhuǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)
基于CAN總線和PCC的全數(shù)字式多電機(jī)消隙天線控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了天線轉(zhuǎn)臺(tái)的消隙以及方位、俯仰等控制功能。應(yīng)用實(shí)踐表明，該系統(tǒng)不僅能完成天線系統(tǒng)的精確定位，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)通信流暢，可靠性高，電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性好。

參考文獻(xiàn)
[1] 齊蓉, 肖維榮. 可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù). 北京：電子工業(yè)出版社,2005.
[2] 周力功. CAN基本知識(shí).