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CAN-BUS總線在工程機(jī)械中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2011-07-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

一、前言:   

CAN(Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)絡(luò)。是應(yīng)用在現(xiàn)場、在微機(jī)化測量設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通訊系統(tǒng),是一種開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。

最早由德國BOSCH公司推出,用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)通訊。廣泛運(yùn)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(jié)構(gòu)只有三層。協(xié)議分為Can2.0A, CAN2.0B,CANopen幾種。

目前CAN-bus總線技術(shù)在上的應(yīng)用越來越普遍。無論是在歐洲、美洲,還是在亞洲,CAN-bus總線技術(shù)在領(lǐng)域都已經(jīng)普遍應(yīng)用,國際上一些著名的大公司如CAT、VOLVO、利勃海爾等都在自己的產(chǎn)品上廣泛采用CAN-bus總線技術(shù),大大提高了整機(jī)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(nèi),CAN-bus總線控制系統(tǒng)也開始在工程汽車的控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,在工程機(jī)械行業(yè)中也正在逐步推廣應(yīng)用。本文以高空作業(yè)車為例詳細(xì)介紹控制系統(tǒng)方案;   高空作業(yè)車由于控制的點(diǎn)比較分散,并且要求控制系統(tǒng)絕對的穩(wěn)定可靠,實(shí)現(xiàn)精確的控制要求。該系統(tǒng)的控制對象是××××高空作業(yè)車,即下車調(diào)平、主臂的伸縮、主臂的變幅,曲臂的展收,以及回轉(zhuǎn)等。并能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)展車、收車的功能。CANBUS很好的滿足了這些要求,在實(shí)際的運(yùn)用中驗(yàn)證是切實(shí)可行的。

二、系統(tǒng)圖:

  三、控制系統(tǒng)元件分布圖:

  高空作業(yè)車控制系統(tǒng)各組成單元大體分布圖   

四、實(shí)現(xiàn)功能:   

1、工作斗調(diào)平   

2、變幅控制,伸長控制,幅度限制:   

3、底盤調(diào)平,手動(dòng),自動(dòng);   

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

4、轉(zhuǎn)臺/工作斗電先導(dǎo)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(xiàn)工作平臺的等幅運(yùn)動(dòng)和等高運(yùn)動(dòng)   

考慮到實(shí)際工程中的應(yīng)用。根據(jù)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(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)。動(dòng)畫顯示當(dāng)前機(jī)器狀態(tài)。

7、動(dòng)畫顯示運(yùn)動(dòng)軌跡   

在顯示屏上顯示工作斗的運(yùn)動(dòng)軌跡,同時(shí)界面上會有一個(gè)設(shè)定軌跡線,當(dāng)工作斗運(yùn)動(dòng)的軌跡超出設(shè)定軌跡線。限定相應(yīng)方向的動(dòng)作。

8、故障智能顯示與診斷   

融合以往的經(jīng)驗(yàn)和電子技術(shù)。并根據(jù)實(shí)際情況限定某些可能引發(fā)的危險(xiǎn)操作。

9、黑匣子功能   

記錄歷史參數(shù)。

10、自動(dòng)收展車   

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

11、工作斗防碰   通過安裝在工作斗上的超聲波傳感器檢測周圍故障物.   

五、系統(tǒng)特色:   

1、采用線技術(shù),省線,降低故障率和裝配成本,減輕維護(hù)成本:   

由于高空作業(yè)車具有地面轉(zhuǎn)臺和高空平臺兩個(gè)操作平臺,兩個(gè)平臺都能對上車進(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(diào)問題,例如操作的優(yōu)先級、系統(tǒng)的冗余、動(dòng)作的安全保證,如果用傳統(tǒng)的電氣控制,很難實(shí)現(xiàn)上下平臺的通訊問題,CANBUS的運(yùn)用很好的解決了這個(gè)問題:上下平臺通過CANBUS通訊可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,通過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(yàn)和相互的協(xié)調(diào)程度,提高了系統(tǒng)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(yīng)用;   五、系統(tǒng)硬件組成圖:

  

六、系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)IL、ST、FBD、LD、SFC等PLC編程語言,用戶可在同一項(xiàng)目中根據(jù)需要選擇不同的編寫主程序、子程序、功能模塊等。顯示器SPN-2025采用嵌入式系統(tǒng)技術(shù),集成了軟硬件于一體的相當(dāng)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(qiáng)大。各模塊之間通過CANBUS總線連接。



關(guān)鍵詞: CAN-BUS總 工程機(jī)械

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