CAN-BUS總線(xiàn)在工程機械中的應用

一、前言： 　　

CAN（Controller Area Network）即控制器局域網(wǎng)絡(luò )。是應用在現場(chǎng)、在微機化測量設備之間實(shí)現雙向串行多節點(diǎn)數字通訊系統，是一種開(kāi)放式、數字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò )。

最早由德國B(niǎo)OSCH公司推出，用于汽車(chē)內部測量與執行機構的數據通訊。廣泛運用于離散控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議建立在ISO/OSI模型之上，其模型結構只有三層。協(xié)議分為Can2.0A, CAN2.0B,CANopen幾種。

目前CAN-bus總線(xiàn)技術(shù)在工程機械上的應用越來(lái)越普遍。無(wú)論是在歐洲、美洲，還是在亞洲，CAN-bus總線(xiàn)技術(shù)在工程機械領(lǐng)域都已經(jīng)普遍應用，國際上一些著(zhù)名的工程機械大公司如CAT、VOLVO、利勃海爾等都在自己的產(chǎn)品上廣泛采用CAN-bus總線(xiàn)技術(shù)，大大提高了整機的可靠性、可檢測和可維修性，同時(shí)提高了智能化水平。而在國內，CAN-bus總線(xiàn)控制系統也開(kāi)始在工程汽車(chē)的控制系統中廣泛應用，在工程機械行業(yè)中也正在逐步推廣應用。本文以高空作業(yè)車(chē)為例詳細介紹控制系統方案； 　　高空作業(yè)車(chē)由于控制的點(diǎn)比較分散，并且要求控制系統絕對的穩定可靠，實(shí)現精確的控制要求。該系統的控制對象是××××高空作業(yè)車(chē)，即下車(chē)調平、主臂的伸縮、主臂的變幅，曲臂的展收，以及回轉等。并能夠實(shí)現自動(dòng)展車(chē)、收車(chē)的功能。CANBUS很好的滿(mǎn)足了這些要求，在實(shí)際的運用中驗證是切實(shí)可行的。

二、系統圖：

　　三、控制系統元件分布圖：

　　高空作業(yè)車(chē)控制系統各組成單元大體分布圖 　　

四、實(shí)現功能： 　　

1、工作斗調平 　　

2、變幅控制，伸長(cháng)控制，幅度限制： 　　

3、底盤(pán)調平，手動(dòng)，自動(dòng)； 　　

四腳調平的精度根據要求確定，選用不同的調平傳感器和元器件。下車(chē)調平系統選用SPN-C17模塊和傾角傳感器，只有下車(chē)調平結束以及正確判斷出工作模式之后，并將信號通過(guò)CANBUS總線(xiàn)傳入上車(chē)，上車(chē)才能動(dòng)作。

4、轉臺/工作斗電先導操作（基本手動(dòng)動(dòng)作） 　　

主要是手柄的動(dòng)作等其他的控制動(dòng)作。

5、能實(shí)現工作平臺的等幅運動(dòng)和等高運動(dòng) 　　

考慮到實(shí)際工程中的應用。根據需要可以增加此功能。

6、HMI友好界面顯示 　

可以在HMI上方便調節系統參數。動(dòng)畫(huà)顯示當前機器狀態(tài)。

7、動(dòng)畫(huà)顯示運動(dòng)軌跡 　　

在顯示屏上顯示工作斗的運動(dòng)軌跡，同時(shí)界面上會(huì )有一個(gè)設定軌跡線(xiàn)，當工作斗運動(dòng)的軌跡超出設定軌跡線(xiàn)。限定相應方向的動(dòng)作。

8、故障智能顯示與診斷 　　

融合以往的經(jīng)驗和電子技術(shù)。并根據實(shí)際情況限定某些可能引發(fā)的危險操作。

9、黑匣子功能 　　

記錄歷史參數。

10、自動(dòng)收展車(chē) 　　

在判定（程序）或者人為判定可以進(jìn)行收展車(chē)的動(dòng)作的時(shí)候，允許自動(dòng)收展車(chē)。

11、工作斗防碰 　　通過(guò)安裝在工作斗上的超聲波傳感器檢測周?chē)收衔? 　　

五、系統特色： 　　

1、采用CAN-BUS總線(xiàn)技術(shù)，省線(xiàn)，降低故障率和裝配成本，減輕維護成本： 　　

由于高空作業(yè)車(chē)具有地面轉臺和高空平臺兩個(gè)操作平臺，兩個(gè)平臺都能對上車(chē)進(jìn)行各種動(dòng)作的控制。這里就有一個(gè)上下操作平臺的工作人員的協(xié)調問(wèn)題，例如操作的優(yōu)先級、系統的冗余、動(dòng)作的安全保證，如果用傳統的電氣控制，很難實(shí)現上下平臺的通訊問(wèn)題，CANBUS的運用很好的解決了這個(gè)問(wèn)題：上下平臺通過(guò)CANBUS通訊可以實(shí)現數據的共享，通過(guò)顯示終端操作人員可以實(shí)時(shí)的了解到對方的操作情況，避免了以前那種完全依靠操作人員的經(jīng)驗和相互的協(xié)調程度，提高了系統的可靠安全性能，減少了人為因素的不利影響。

　　2、PID等高級算法的應用； 　　五、系統硬件組成圖：

六、系統軟件： 　　

控制器編程采用CoDeSys平臺，CoDeSys是一種完善的PLC軟件編程工具，它支持IEC1131-3標準IL、ST、FBD、LD、SFC等PLC編程語(yǔ)言，用戶(hù)可在同一項目中根據需要選擇不同的編寫(xiě)主程序、子程序、功能模塊等。顯示器SPN-2025采用嵌入式系統技術(shù)，集成了軟硬件于一體的相當于一臺486電腦的顯示終端,采用VC++編程環(huán)境，自由度較高，功能強大。各模塊之間通過(guò)CANBUS總線(xiàn)連接。