CAN總線伺服分布式系統(tǒng)簡介

  隨著工業(yè)現(xiàn)場控制和自動化技術的不斷進步，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80年代初德國總線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試儀器之間的數(shù)據(jù)交換，是一種性能先進、價格低廉、保密性好的現(xiàn)場總線（FieldBus）串行通信網(wǎng)絡可有效支持分布式控制或?qū)崟r控制。CAN所有節(jié)點都有權向其他節(jié)點發(fā)送信息。通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖。其主要技術特點是：多主線：網(wǎng)絡上的任何節(jié)點都可以隨時向網(wǎng)絡上的其他節(jié)點發(fā)送信息，多主站根據(jù)優(yōu)先機制訪問總線；非破壞性基于優(yōu)先線仲裁技術：采用非破壞性基于優(yōu)先線仲裁技術結(jié)構，大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間，在重負荷下性能良好；傳輸數(shù)據(jù)功能多種多樣：點對點、點對點（組）和全球廣播傳輸數(shù)據(jù)功能；節(jié)點數(shù)量多：直接通信距離可達10km(傳輸速率為5kbps），最高通信速率可達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，實時性高，糾錯效果好，每幀信息CRC驗證等驗證措施，數(shù)據(jù)錯誤率低，可靠性高；故障自動識別：如果仲裁丟失或因錯誤而損壞的幀可以自動重新發(fā)送，暫時錯誤和永久性故障節(jié)點識別和故障節(jié)點可以自動分離CAN總線。CAN總線伺服系統(tǒng)由CAN網(wǎng)絡節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)器節(jié)點和上位機構。根據(jù)現(xiàn)場總線協(xié)議，總線技術將不同位置、不同用途的測量儀器和控制設備連接成網(wǎng)絡，并可訪問Intranet和Internet網(wǎng)絡?，F(xiàn)場總線技術的關鍵標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)構的日益復雜和信息量的增加，模擬直流電路只能單向傳輸一個參數(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)場總線取代了4條～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多電機伺服控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構如圖1所示，該系統(tǒng)由上位機、CAN由總線和現(xiàn)場伺服單元節(jié)點組成。數(shù)控系統(tǒng)上位機通過。CAN數(shù)字伺服與數(shù)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸可分為實時數(shù)據(jù)信息和非實時數(shù)據(jù)信息。實時數(shù)據(jù)是指實時位置、速度、扭矩等控制指令和反饋信息，傳輸速度要求較高。非實時數(shù)據(jù)主要是指控制器參數(shù)設置、功能設置、診斷功能、伺服狀態(tài)和報警等信息，傳輸速度相對較低。CAN總線伺服接口適配器是上位機和伺服單元數(shù)據(jù)傳輸和控制的橋梁。總線伺服單元通過總線收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時監(jiān)控。