论文部分内容阅读
随着计算机网络技术和微电子技术的高速发展,现代工业自动化水平不断提高,这给工业控制系统提出更高的要求,现代交流伺服系统在被要求提高控制精度的同时,系统被要求数字化,智能化,网络化已成潮流趋势,因此,基于现场总线的网络控制技术研究已是自动化领域发展的一个热点,也是难点!当前,现场总线技术在工业自动化领域已经得到了越来越多的应用,其中CAN现场总线作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本较低的网络通信控制方式,已被广泛应用于汽车工业、安防监控、工程机械、工业控制等领域。CAN总线作为工业现场底层通信网络,有效的解决了传统伺服控制技术暴露出一些问题:控制方式单一、可操作性和实时性差、现场接线方式复杂、可靠性不高、网络通信能力差等问题。基于以上情况,论文在深入研究CAN总线及其应用层协议CANopen的基础上,将CAN现场总线技术应用于交流伺服驱动系统,设计USB-CAN通信卡,使CAN总线深入到工业伺服控制底层,同时对交流伺服驱动器主从站控制系统软硬件进行开发研究,其具有重要的理论价值和工程实践价值。首先,回顾交流伺服控制系统以及CAN现场总线和CANopen协议发展历程和现状,比较现场总线控制系统较传统控制系统的优势,分析实现基于CANopen协议的分布式交流伺服系统网络化控制的方法和要点。其次,深入分析CANopen协议,研究CANopen主从站的实现方法和关键技术,在此基础上,采取通过USB-CAN模块实现底层CAN总线设备和上位机USB的通讯互连方法,设计USB-CAN通信卡的软硬件,硬件主要包括USB模块,CAN模块以及外围硬件模块的设计,软件主要包括CAN通信编程新方法和CAN数据到USB数据转化设计;同时,编程实现CANopen协议在交流伺服驱动器中运行的软件部分。最后,搭建一个基于CANopen协议通信的永磁同步电机伺服控制系统,利用PC上位机和USB-CAN通信卡作为控制主站,以交流伺服驱动器系统作为从站节点,完成伺服驱动器与PC上位机之间CAN总线通信,分别对USB-CAN通信卡进行多种报文发送接收测试和对伺服驱动器主从站进行PP模式、PV模式、HM模式的运行测试,测试结果表明设计达到预期效果。