基于CANopen协议的电动执行机构设计
胥布工,程 俊,匡付华
华南理工大学自动化科学与工程学院,广东广州
摘 要:针对常规型电动执行机构的现场接线方式存在着布线工作量大、操作维护困难、可靠性不高、网络通信能力差等方面的问题,提出了一种基于CANopen协议的总线型电动执行机构设计方案。在简要介绍电动执行机构架构的基础上,首先给出了电动执行机构控制器的硬件设计方法,其中主要介绍了电动执行机构控制单元电路和CAN总线通讯接口电路的设计;接着给出了软件设计的思路,重点介绍了对象字典的设计及CANopen通讯程序的设计,针对通讯程序设计中的难点,提出了一种基于队列方式的报文处理模式。较后,在实际工程中成功地应用了所提出的设计方案,应用结果表明这种总线型电动执行机构具有智能化、信息化、数字化等特点,能够满足工业控制系统的网络化发展需求。
关 键 词:CANopen协议;电动执行机构;对象字典
1 引 言
电动执行机构是工业过程控制系统不可缺少的部分,被广泛用于石油化工、电厂等领域。近年来,伴随着微电子技术和控制技术的迅速发展,电动执行机构也获得了快速的发展,国外一些生产厂商在这几年中相继推出了常规的、带现场总线通信协议的总线型电动执行机构。而国内起步晚,目前生产的主要是常规的电动执行机构,它采取传统的现场接线方式,如每台电动执行机构至少需要通过7~14根控制线才能将其参数传递到控制系统的控制模板上。这种方式安装、维护代价高,系统的可扩展性差,且易受现场操作人员的技术水平、精神状态及工作情绪等人为因素的影响,误操作较多。另外,对于一些有着特殊要求的环境,如易燃易爆、辐射、或人们不易到达的地方,这种传统控制方式难以胜任。为解决上述问题就要求执行机构向数字化、智能化、网络化方向发展[1]。鉴于此,本文提出了一种基于CANopen协议的电动执行机构设计方案。
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