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1、CAN总线造波机测控系统研制与应用戚磊,等CAN总线造波机测控系统研制与应用DevelopmentandApplicationoftheMeasuringandControllingSystemBasedonCANBusforWaveMakingMachine戚磊陈赵潘琼文崔岩韩(中国船舶重工集团公司第七0二研究所,江苏无锡214082)摘要:为了更准确地模拟波浪对物体的影响,设计并研制了CAN总线造波机测控系统。该系统由工控机、交流伺服控制器、伺服电机等主要部件组成,采用CAN总线通信。硬件方面设计了电气控制柜
2、,软件方面设计了人机操作界面,造波环节采用位置闭环控制,波浪测量环节采用开环控制。实际应用中系统测控能力强,所测波浪数据稳定性好、精度高,验证了该系统具有优越的测控性能及造波性能。关键词:CAN总线交流伺服造波机测控系统人机界面中图分类号:TP23文献标志码:AAbstract:Inordertoaccuratelyemulatetheinfluenceofwaveonobjects,thewavemakingmachinebasedonCANbushasbeendesignedanddeveloped.Thes
3、ystemconsistsofIPC,ACservocontroller,andservomotor,etc.,andadoptsCANbuscommunication.Theelectriccontrolcabinetisdesignedforhardware,andman-machineinterfaceisdesignedinsoftware.Thepositionclosedloopcontrolisusedinwavemakingsection;andtheopenloopcontrolisusedin
4、wavemeasuringsection.Thepracticalapplicationshowsthatthesystempossessespowerfulcontrolandmeasurementcapability,thewavedatameasuredarehighlystableandwithhighaccuracy.Thesuperiormeasuringandcontrollingperformanceandwavemakingperformanceofthesystemareverified.Ke
5、ywords:CANbusACservoWavemakingmachineMeasuringandcontrollingsystemMan-machineinterface0引言1系统总体结构造波机是一种与海浪试验水池配套的基础设施。本测控系统由上位机、CAN通信适配卡、交流伺它的作用是在试验水池中造成不同波长和波高的波服控制器、交流伺服电机、旋转变压器、造波推板、浪高浪,模拟实际波浪对船舶或建筑等的影响,以测定各种仪、A/D采集卡等组成,如图1所示。技术数据,为相关设计提供依据。造波机形式多样,包括摇板、推板、
6、冲箱、压缩空气等,实现方式有电液伺[1-2]服、交流伺服电机等。无论哪种形式的造波机,其测控系统始终是整个造波机的灵魂。测控系统的品质决定了造波机的品质,包括波浪种类、精度、稳定性以及操作便易度、安全性能等。本文所研制的造波机测控系统是应用于试验水槽的推板式造波机。该测控系统是以基于CAN总线通信的伺服电动机来实现的。系统具有操作方便、稳定可靠、控制精确等特点,所制波浪具有高度高、稳定性好、精度高等特点。图1测控系统总体结构图Fig.1Structureofthemeasuringandcontrollingsy
7、stem测控系统在造波测控部分采用位置闭环控制。上修改稿收到日期:2013-12-24。位机通过CAN通信适配卡与交流伺服控制器建立第一作者戚磊(1982-),男,2008年毕业于哈尔滨工程大学控制理论CAN通信连接,上位机以CAN总线通信方式下发控制与控制工程专业,获硕士学位,工程师;主要从事伺服控制、电气传动方面的研究。指令至伺服控制器。伺服控制器与伺服电机之间通过《自动化仪表》第35卷第8期2014年8月57CAN总线造波机测控系统研制与应用戚磊,等动力电源线建立动力连接,驱动电机运转。由旋转变为改善输入电
8、源品质,在伺服控制器输入电源前压器检测电机实际相位并通过信号线反馈至伺服控制的主回路中采用了电抗器。器。伺服控制器将电机相位、伺服状态、报警信号等实伦茨伺服控制器自身具备数字量输入输出端子模时信息以CAN总线通信上传至上位机,形成闭环块X5,可通过对系统参数C0114、C0117、C0118的设控制。置,任意配置模块X5中端子的高、低电平有效,使其作测控系统在波浪测量部分
