基于CAN總線和PCC的多電機消隙天線控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)在硬件設計上，選用貝加萊的PCC為核心控制單元，通過CAN總線實現(xiàn)四臺直流調速器及其直流電動機的組網(wǎng)，天線控制單元、控保單元、轉臺位置信號分別通過通信擴展接口構成完整的天線控制系統(tǒng)。
本系統(tǒng)中，PCC采用CAN總線網(wǎng)絡控制直流電動機的運轉，這不僅可以使電氣接線大大簡化，系統(tǒng)安裝及維護工作大大減輕，且PCC可以以高速，高精度地對電動機進行控制，而且PCC對直流調速器實時狀態(tài)信息監(jiān)控更加具體全面，從目前業(yè)內(nèi)高機動雷達及其它車載計算機控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，CAN總線的廣泛應用已成為一個必然的技術趨勢。
4.2 系統(tǒng)的應用軟件設計
該多電機控制系統(tǒng)的應用軟件基于PCC的開發(fā)平臺Automation Studio集成軟件平臺設計，充分利用了標準化工業(yè)控制器PCC的軟硬件優(yōu)勢：
（1) PCC的所有軟件均采用模塊化結構搭建，各個模塊的功能既相對獨立，又通過數(shù)據(jù)接口相互關聯(lián)，既利于協(xié)同開發(fā)與維護，又便于項目的歸檔與標準化。各個任務模塊相對獨立的設計風格，可以有效地保證在系統(tǒng)器件或工藝要求變動時，對控制軟件的影響都將是局部的、單一的。
（2) 該多電機控制系統(tǒng)應用軟件采用面向對象的風格，由多層面多模塊構建而成，電機的控制策略程序與底層數(shù)據(jù)采集和底層通信程序無關，有利于項目的局部改動調整與設備擴展，項目軟件的代碼可以獲得最大程度的可重用性。
（3) 該多電機控制系統(tǒng)軟件全部采用BASIC高級語言編制，軟件具有很好的可讀性與易維護性。
（4) 采用CAN總線對多臺直流電機（驅動器）的控制，也是本系統(tǒng)軟件設計的最突出特點之一，PCC可以通過CAN總線高速、高精度地對電機運動進行控制，實現(xiàn)對多臺電機進行全面的信息采集與實時監(jiān)控，包括每臺電機的速度、方向、啟停、使能、設定電流進行控制，并可監(jiān)視電機的當前轉速、方向、啟停、使能狀態(tài)、電機的電流及故障狀態(tài)等信息。
4.3 應用軟件的模塊化結構
該系統(tǒng)的應用軟件充分利用了BR 的Automation Studio集成軟件平臺的應用軟件結構化與模塊化設計的特點。按照系統(tǒng)硬件結構及工藝設計要求，整個系統(tǒng)的應用軟件設計成多個相對獨立的任務模塊，各個模塊之間按照嚴格定義的接口規(guī)范，相互傳遞信息。各個任務模塊相對獨立的設計風格，可以有效保證在系統(tǒng)器件或工藝要求改動時，對控制軟件的影響都是局部的、集中而單一的。整個應用軟件系統(tǒng)的結構如圖5所示。

圖5 應用軟件系統(tǒng)的結構

4.3 容錯設計
為了為保證整個天線控制系統(tǒng)各機械、電氣部件的可靠運行，該系統(tǒng)對天線控制作了以下容錯設計：
（1） 當某臺直流調速器因某種原因觸發(fā)報警時，該調速器所驅動的電動機是無法按照控制指令運動的，為避免意外情況發(fā)生，本系統(tǒng)做了安全性的保護措施——停止所有電動機的運動。并可通過顯示的錯誤代碼，直觀地告知操作人員，進行意外情況的相應排錯處理。
（2）當控保電路采集到限位信號的觸發(fā)，多電動機控制系統(tǒng)的控制程序會保護性地將電機停止下來，以免轉臺觸及機械限位部件，引起電機堵轉。

5 結束語
基于CAN總線和PCC的全數(shù)字式多電機消隙天線控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了天線轉臺的消隙以及方位、俯仰等控制功能。應用實踐表明，該系統(tǒng)不僅能完成天線系統(tǒng)的精確定位，而且結構簡單，數(shù)據(jù)通信流暢，可靠性高，電機驅動特性好。

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