前言 

伺服係統(servo system)亦稱隨動係統，屬於(yu) 自動控製係統中的一種，它用來控製被控對象的轉角(或位移)，使其能自動地、連續地、精確地複規輸入指令的變化規律。它通常是具有負反饋的閉環控製係統，有的場合也可以用開環控製來實現其功能。在實際應用中一般以機械位置或角度作為(wei) 控製對象的自動控製係統，例如數控機床等。使用在伺服係統中的驅動電機要求具有響應速度快、定位準確、轉動慣量較大等特點，這類專(zhuan) 用的電機稱為(wei) 伺服電機。基於(yu) CAN總線的分布式伺服係統多電機伺服控製廣泛應用於(yu) 各種電力傳(chuan) 動自動控製係統中，如配料、傳(chuan) 動等生產(chan) 過程。伺服係統中電機控製性能和多電機間協調控製的好壞直接影響生產(chan) 過程的質量，如何高效管理、方便應用、實時控製是多電機伺服係統生產(chan) 領域亟待解決(jue) 的首要問題。CAN總線技術解決(jue) 了傳(chuan) 統總線插板I/O模塊多，幹擾嚴(yan) 重、係統軟件編寫(xie) 複雜、係統硬件兼容性差等問題。大大減輕了現場信號連接的繁瑣與(yu) 費用，提高了信號傳(chuan) 輸的精度與(yu) 靈活性，給安裝、調試和維護帶來諸多方便，為(wei) 現場用戶帶來巨大的經濟效益，代表著自動化領域發展的一個(ge) 重要方向。

一、CAN總線分布式伺服係統簡介

隨著工業(ye) 現場控製和自動化技術的不斷進步，傳(chuan) 統的通信模式已不能滿足現代工程需要。CAN(Controller Area Network)總線是80年代初德國Bosch公司為(wei) 解決(jue) 現代汽車中眾(zhong) 多控製與(yu) 測試儀(yi) 器間數據交換而開發的一種串行數據通信協議，是一種性能先進、價(jia) 格低廉、保密性好的現場總線(Field Bus)技術，能夠有效支持分布式控製或實時控製串行通信網絡。CAN總線中各節點都有權利向其它節點發送信息。通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光纖，主要技術特點有:是一種多主總線:網絡上任一個(ge) 節點均可在任意時刻主動向網絡上其它節點發送信息，多主站依據優(you) 先機製進行總線訪問;非破壞性基於(yu) 優(you) 先權總線仲裁技術:采用非破壞性基於(yu) 優(you) 先權總線仲裁技術結構，大大節省總線衝(chong) 突仲裁時間，在重負荷下表現出良好性能;具有多種傳(chuan) 送數據功能:具有點對點，一點對多點(成組)及全局廣播傳(chuan) 送數據功能;節點數目多:直接通訊距離最遠可達10km(傳(chuan) 輸速率為(wei) 5kbps)，最高通訊速率可達1Mbps(傳(chuan) 輸距離為(wei) 40m);可靠性高:數據鏈路層采用短幀結構，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，數據出錯率低，可靠性高;故障自動判別:發送期間若丟(diu) 失仲裁或因出錯而遭破壞的幀可自動重發，暫時錯誤和永久性故障節點判別及故障節點自動脫離CAN總線。CAN總線係統由CAN網絡節點、轉發器節點和上位機構成。總線技術遵循現場總線協議，將分布在不同位置，用途各異的測量儀(yi) 表、控製設備互聯成網，並可接入Intranet和Internet網絡。現場總線技術的關(guan) 鍵標誌是它能支持雙向多變量、總線式全數字通訊。傳(chuan) 統4～20mA模擬直流回路隻能在一根兩(liang) 芯電纜中單向傳(chuan) 輸一個(ge) 參數，隨著係統結構的日益複雜和信息量的增加，4～20mA電流環傳(chuan) 輸成為(wei) 製約信息傳(chuan) 輸的瓶頸，所以現場總線替代4～20mA模擬信號標準已成為(wei) 控製係統發展的必然趨勢。

 

圖1  CAN總線網絡結構

基於(yu) CAN總線技術的多電機伺服控製係統網絡結構如圖1所示，係統由上位機、CAN總線、現場伺服單元節點組成。數控係統上位機通過CAN總線控製網絡節點任一伺服單元，數字伺服與(yu) 數控係統之間數據傳(chuan) 輸可分為(wei) 實時性數據信息和非實時性數據信息兩(liang) 類。實時性數據指參與(yu) 控製器實時位置、速度、轉矩等控製指令和反饋信息，傳(chuan) 輸速度要求較高。非實時性數據主要是指控製器參數設置、功能設定、診斷功能、伺服狀態與(yu) 報警等信息，傳(chuan) 輸速度相對較低。CAN接口適配器是上位機與(yu) 伺服單元數據傳(chuan) 輸和控製的橋梁，伺服單元采集現場的數據通過總線傳(chuan) 給上位機，實現實時監視和控製。

二、模塊介紹

I-87120是台灣泓格生產(chan) 的CAN係列產(chan) 品之一，支持CAN2.0A/ CAN2.0B協議，具有1個(ge) CAN口，內(nei) 置80MHz CPU，具體(ti) 規格如下：





I-87120不能單獨使用，需要搭配泓格生產(chan) 的PAC來使用，針對不同的PAC泓格都提供有相應的SDK，同時借助PAC強大處理能力很容易實現數據顯示、傳(chuan) 輸及存儲(chu) 功能，大大豐(feng) 富分布式伺服係統的功能，可以完成複雜數據機床的設計要求。

四、結束語

CAN總線具有良好的網絡通信功能、高可靠性、抗幹擾能力強且經濟實用，是一種很有前途的現場總線技術。它的應用將為(wei) 分布式伺服係統提供一種新的解決(jue) 方案，會(hui) 受到人們(men) 越來越多的重視。新一代的智能數字伺服係統通過CAN總線與(yu) 開放式數控係統互聯，是分布式伺服係統發展的一個(ge) 有前途方向。