摘要： 本文主要介紹CAN-bus 總線(xiàn)技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用。重點(diǎn)以高空作業(yè)車(chē)為例，介紹如何將 CAN系列控制器 、傳感器、顯示器、CANOPEN、組建成一個(gè)可靠控制、易于開(kāi)發(fā)的CAN-bus閉環(huán)控制系統(tǒng)。 　　 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(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)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(kāi)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(guó)BOSCH公司推出，用于汽車(chē)內(nèi)部測(cè)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(xiàn)技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)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(jī)械領(lǐng)域都已經(jīng)普遍應(yīng)用，國(guó)際上一些著名的工程機(jī)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(jī)的可靠性、可檢測(cè)和可維修性，同時(shí)提高了智能化水平。而在國(guó)內(nèi)，CAN-bus總線(xiàn)控制系統(tǒng)也開(kāi)始在工程汽車(chē)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(chē)為例詳細(xì)介紹控制系統(tǒng)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(tǒng)絕對(duì)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(duì)象是××××高空作業(yè)車(chē)，即下車(chē)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(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(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： [align=center] 高空作業(yè)車(chē)控制系統(tǒng)各組成單元大體分布圖[/align] 四、實(shí)現(xiàn)功能： 1、工作斗調(diào)平 2、變幅控制，伸長(zhǎng)控制，幅度限制： 3、底盤(pán)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(chē)調(diào)平系統(tǒng)選用SPN-C17模塊和傾角傳感器，只有下車(chē)調(diào)平結(jié)束以及正確判斷出工作模式之后，并將信號(hào)通過(guò)CANBUS總線(xiàn)傳入上車(chē)，上車(chē)才能動(dòng)作。 4、轉(zhuǎn)臺(tái)/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(tái)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(huà)顯示當(dāng)前機(jī)器狀態(tài)。 7、動(dòng)畫(huà)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(huì)有一個(gè)設(shè)定軌跡線(xiàn)，當(dāng)工作斗運(yùn)動(dòng)的軌跡超出設(shè)定軌跡線(xiàn)。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(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(cè)周?chē)收衔? 五、系統(tǒng)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(hù)成本： 由于高空作業(yè)車(chē)具有地面轉(zhuǎn)臺(tái)和高空平臺(tái)兩個(gè)操作平臺(tái)，兩個(gè)平臺(tái)都能對(duì)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(tái)的工作人員的協(xié)調(diào)問(wèn)題，例如操作的優(yōu)先級(jí)、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(tái)的通訊問(wèn)題，CANBUS的運(yùn)用很好的解決了這個(gè)問(wèn)題：上下平臺(tái)通過(guò)CANBUS通訊可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)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(duì)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(jí)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(tái)，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(yǔ)言，用戶(hù)可在同一項(xiàng)目中根據(jù)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(tǒng)技術(shù)，集成了軟硬件于一體的相當(dāng)于一臺(tái)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(guò)CANBUS總線(xiàn)連接。 總結(jié) 上海派恩科技自2000以來(lái)。一直致力于CAN-BUS總線(xiàn)的控制開(kāi)發(fā)，先后與徐工集團(tuán)、中聯(lián)重科、浦沅集團(tuán)、三一重工、天工、柳工、廈工、鄭州大方等單位合作，成功完成了攤鋪機(jī)、平板車(chē)電、旋挖鉆機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)電、高空作業(yè)車(chē)等十幾種工程車(chē)輛控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，而且從技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了國(guó)外先進(jìn)水平。上海派恩科技愿與各界同人志士聯(lián)手合作，共同為中國(guó)工程機(jī)械的發(fā)展而努力奮斗！ 上海派恩科技北京分公司 侯代景 TEL:010-82618540 FAX:010-82616844 Email:hauto@sina.com http://www.spntech.com