基于CANbus的伺服控制系统.ppt

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1、6.基于CANbus的交流伺服运动控制系统6.1现场总线6.2CANbus6.3PCCAN6.1现场总线1、工业控制网络的基本层次◆信息层通信数据量大，通信的发生较为集中，要求有高速链路支持，对实时性要求不高，通信范围从车间级到全厂级甚至因特网范围。◆控制层连接不同的可编程设备、控制器、人机终端等，很多应用实时性要求较高，要求有较高的网络速率，一般要求通信是确定的、可重复的。◆设备层面向大量的现场设备，通过扫描器或网关设备将数据传送到控制层，速度要求不一定很高，有一定的智能和容错能力，要求网络节点设备的经济性、智能化，设备添加/删除简单方便，故障诊断和纠错容易，适应现场的不同恶

2、劣条件。现场总线是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的双向、串行、多点数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，所以现场总线既是通信网络，又是自控网络。现场总线控制系统（FCS）的信号传输实现了全数字化。FCS的系统结构是全分散式，它废弃了分布式控制系统(DCS)的输入／输出单元和控制站，由现场设备或现场仪表取而代之。FCS的现场设备具有互操作性。FCS的通信网络为开放式互连网络，既可同层网络互连，也可与不同层网络互连，用户可极方便地共享网络数据库。FCS的技术和标准实现了全开放，无专利许可

3、要求，可供任何人使用。2、FCS对DCS的变革FCS出现,突破了DCS从上到下的树状拓扑结构；采取总线互通信的拓扑结构；进入开放、分散、可开发与全数字化的体制。节省硬件数量、投资、安装费用、维护开销，用户具有高度的系统集成主动权。PC+PMAC的DCS3、现场总线控制系统特点系统的开放性互操作性与通用性现场设备的智能化和功能自治性系统结构的高度分散性对现场环境的适应性适应工业应用环境，要求实时性强，可靠性高，安全性好。多为短帧传送。通信的传输速率相对较低。4、现场总线的现状a.CAN总线的主要特点CAN(ControllerAreaNetworks)：1983年RobertBO

4、SCH公司，汽车总线系统，1991年9月Philips半导体公司CANV2.0(包括A和B两部分)。2.0A标准的CAN报文格式，2.0B标准的和扩展的两种报文格式。1993年11月ISO正式颁布了道路交通运载工具数字信息交换高速通信控制器局部网(CAN)国际标准(ISO11898)。CAN废除了站地址编码，对通信数据块进行编码，网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，可定义211或229个不同的数据块。不同节点可收到相同数据。6.2CANbus1、CAN总线概述特点：CAN为多主方式工作，任一节点可在任意时刻主动向网络上其他节点发起通信

5、，通信方式灵活。节点有优先级，满足实时要求，高优先级的数据可在134s内得到传输。采用非破坏性仲裁技术。按优先级大小处理，网络不会瘫痪，以太网有可能。通过报文过滤可实现点对点、一点对多点及全局广播等方式传输数据，无需专门的调度。CAN的直接通信距离最远可达10Km(速率5Kbps)，通信速率最高可达1Mbps（通信距离最长40m）。CAN的节点数取决于总线驱动电路，目前可达110个。报文标识2032种(2.0A)，扩展标准(2.0B)的报文标识不受限制。采用短帧结构(数据段长度最多为8个字节)，传输时间短，受干扰率低，具有极好的检错效果。节点中均设有错误检测、标定和自检等强有

6、力措施。包括：位错误检测、CRC、位填充、报文格式检查和应答错误检测。通信介质双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。器件可置于睡眠方式，相当于未连接到总线驱动器上。其唤醒可任何总线激活或由系统的内部条件唤醒。暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离。节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，不影响总线上其他节点的操作。b.CAN分层结构模型OSI模型CAN模型CAN分层结构按照IEEE802.2和802.3标准，数据链路层又划分为：逻辑链路控制(LLC—LogicLinkContro1)；为数据传输提供服务。媒体访问控制(MAC—MediumAccessContro

7、l)。规定传输规则物理层又划分为：物理信令(PLS—PhysicalSignalling)物理媒体附属装置(PMA—PhysicalMediumAttachment)媒体相关接口(MDI—MediumDependentInterface)c.CAN总线通信硬件结构独立式通信模块集成式通信模块应用层数据链路层物理层d.隐性位(1)和显性位(0)差分电压2V0V隐性位(1)隐性位(1)显性位(0)时间电压3.5V2.5V1.5VU_CAN_H时间U_CAN_L电压3.5V2.5V1.5V时间站1