基于CAN總線技術(shù)的數(shù)字交流伺服系統(tǒng)研究
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現(xiàn)場總線技術(shù)解決了傳統(tǒng)總線插板I/O模塊多，干擾嚴重、系統(tǒng)軟件編寫復雜、系統(tǒng)硬件兼容性差等問題。大大減輕了現(xiàn)場信號連接的繁瑣與費用，提高了信號傳輸?shù)木扰c靈活性，給安裝、調(diào)試和維護帶來諸多方便，為現(xiàn)場用戶帶來巨大的經(jīng)濟效益，代表著自動化領(lǐng)域發(fā)展的一個重要方向. CAN總線技術(shù)
隨著工業(yè)現(xiàn)場控制和自動化技術(shù)的不斷進步，傳統(tǒng)的通信模式已不能滿足現(xiàn)代工程需要。CAN（Controller Area Network）總線是80年代初德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多控制與測試儀器間數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，是一種性能先進、價格低廉、保密性好的現(xiàn)場總線（Field Bus）技術(shù)，能夠有效支持分布式控制或?qū)崟r控制串行通信網(wǎng)絡[2>。CAN總線中各節(jié)點都有權(quán)利向其它節(jié)點發(fā)送信息。通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖，主要技術(shù)特點有:
1,是一種多主總線
網(wǎng)絡上任一個節(jié)點均可在任意時刻主動向網(wǎng)絡上其它節(jié)點發(fā)送信息，多主站依據(jù)優(yōu)先機制進行總線訪問;
2,非破壞性基于優(yōu)先權(quán)總線仲裁技術(shù)
采用非破壞性基于優(yōu)先權(quán)總線仲裁技術(shù)結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省總線沖突仲裁時間，在重負荷下表現(xiàn)出良好性能;
3,具有多種傳送數(shù)據(jù)功能
具有點對點，一點對多點（成組）及全局廣播傳送數(shù)據(jù)功能;
4,節(jié)點數(shù)目多
直接通訊距離最遠可達10km（傳輸速率為5kbps），最高通訊速率可達1Mbps（傳輸距離為40m）;
5,可靠性高
數(shù)據(jù)鏈路層采用短幀結(jié)構(gòu)，實時性高，糾錯效果好，每幀信息都有CRC校驗及其它校驗措施，數(shù)據(jù)出錯率低，可靠性高;
6,故障自動判別
發(fā)送期間若丟失仲裁或因出錯而遭破壞的幀可自動重發(fā)，暫時錯誤和永久性故障節(jié)點判別及故障節(jié)點自動脫離CAN總線。
CAN總線系統(tǒng)由CAN網(wǎng)絡節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)器節(jié)點和上位機構(gòu)成。總線技術(shù)遵循現(xiàn)場總線協(xié)議，將分布在不同位置，用途各異的測量儀表、控制設(shè)備互聯(lián)成網(wǎng)，并可接入Intranet和Internet網(wǎng)絡。現(xiàn)場總線技術(shù)的關(guān)鍵標志是它能支持雙向多變量、總線式全數(shù)字通訊。傳統(tǒng)4～20mA模擬直流回路只能在一根兩芯電纜中單向傳輸一個參數(shù)，隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益復雜和信息量的增加，4～20mA電流環(huán)傳輸成為制約信息傳輸?shù)钠款i，所以現(xiàn)場總線替代4～20mA模擬信號標準已成為控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。
基于CAN總線技術(shù)的多機伺服系統(tǒng)
CAN總線控制網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
基于CAN總線技術(shù)的多電機伺服控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)由上位機、CAN總線、現(xiàn)場伺服單元節(jié)點組成。數(shù)控系統(tǒng)上位機通過CAN總線控制網(wǎng)絡節(jié)點任一伺服單元，數(shù)字伺服與數(shù)控系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸可分為實時性數(shù)據(jù)信息和非實時性數(shù)據(jù)信息兩類。實時性數(shù)據(jù)指參與控制器實時位置、速度、轉(zhuǎn)矩等控制指令和反饋信息，傳輸速度要求較高。非實時性數(shù)據(jù)主要是指控制器參數(shù)設(shè)置、功能設(shè)定、診斷功能、伺服狀態(tài)與報警等信息，傳輸速度相對較低。
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