基于CAN总线的分布式智能步进运动控制方案

发布时间：2012-03-29 15:28　　　类型：专业论文　　　人浏览

CAN总线的分布式运动控制

－－-基于TRINAMIC智能步进电机

一：当今的自动化应用中，智能型技术发展方兴未艾，例如分布式运动控制，其中所有信息与控制均由中央服务器推送至自动化系统的边缘装置，这种设计大量节约了时间与金钱，俨然形成一种趋势。之前分布式控制并不普及人们使用传统的集中式运动控制，由主机（如PLC）管理马达的运动，但是这种控制方式的缺点是需要大量的步线，建置如此复杂的系统相当困难，常出现线缆束过粗不易维修或无法提供可靠服务的情况。

相较之下，分布式运动控制系统可减少甚至解决这些问题。由于控制功能就位在驱动器内部或周围，从中心点至各运动轴的布线需求大幅减少，除使布线作业更轻松外，并可有效降低安装成本。而分布式系统可有效串联短程控制以达到较远距离，使整体控制范围扩大，则是另一项额外的效益。

二：TRIANMIC是德国一家从事运动控制的研发型公司，致力于步进电机，直流电机，压电陶瓷电机的驱动器，控制器，通讯工具，运动控制芯片的开发，此外还为客户提供专业定做方案。其几乎所有产品都是基于分布式控制理念。现在就介绍基于TRINAMIC产品的嵌入式运动控制方案。整个方案系统图

上图为控制1100个步进电机的例子，下图为结构简图。

整个网路结构十分清晰，主要有Ethernet转CAN的NET-2-X和PD-140-42-SE-CAN（支持CAN总线的控制+驱动+电机+反馈）现分别介绍PD-140-42和NET-2-X。

三：PD-140-42-SE-CAN：集成控制+驱动+电机+反馈

TRINAMIC产品的一个主要的特点就是集成度非常高，比如其PANdrive系列的产品，举其中一款产品PD-140-42为例。电气参数：

PANdrive系列产品是一种智能产品集成了控制器，驱动器，电机，磁编码器与一体此外支持如USB，RS232，RS485，CAN等多种通讯方式。外部只需要提供电源便可轻松自如对电机实现理想控制；可以支持联机控制，也可以脱机控制带有64KEEROM用于程序存储。此外支持LabView,VB,VC语言

可通过CAN或RS485通讯组成多轴总线网络控制；适用2相42mm，57mm，60mm，86mm步进电机；

PD-57-1060是一款集成了步进电机的控制+驱动+编码器反馈智能系统，可以满足用在一些需要高可靠性的场合

■电气参数：

●供电范围9V－－-51V DC；最大驱动电流3A

●集成57步进电机的力矩：0.55Nm，1.01Nm，1.26Nm，1.89Nm

60步进电机力矩：1.1Nm，1.65Nm，2.1Nm，3.1Nm

■ 集成编码器：

● 集成磁编码器（最大12800脉冲/转）可避免和检测电机丢步

● 最大细分可以达到256

● 高效率，电机发热量少

● 输出电流可以根据电机的负载自动动态调节，节省80%能量，避免电机发热，即Coolstep专利技术

● 高精度失速检测功能，用于检测电机负载StallGuard，实现力矩控制

■ 接口：

● 左右限位输入，一个原点输入

● 2个数字量输入/2个数字量输出

● MiniUSB，RS485，RS232和CAN通讯

● Step/dir控制信号输入

● Shutdown输入可以通过硬件将驱动失去使能

■平时的供电电压为24 V，电流2A

■低功耗设计，内部集成完整的保护功能

■可以在运动过程中即时改变电机参数

■最大细分为64， MixDecay专利技术保证电机运行平稳

■集成磁编码器（40 96个脉冲/圈）

■除带有正负限位外，还具有2个输入，两个输出

■多种通讯方式USB，RS232， RS485和CAN

另外还具有不同尺寸，力矩，通讯方式的PANDrive系列产品，可供客户选择如下图所式

四：NET-2-X：多用途通讯转换器

Net-2-X是一款具有高度集成和多功能接口的转化器/网关。Net-2-X提供多种通讯接口，这种高集成的产品是在普通标准的产品中所不具有的，如Net-2-X具有RS485，CAN，IIC，SPI，USB，Ethernet多种通讯接口，此外还具有与24V电压兼容的I/O接口。Net-2-X与PC远距离通讯中除了选择USB用做连接外，Ethernet更增加其接口允许两者之间远距离通讯。Net-2-X外部有一铝制的外壳。

应用：

●多种通讯方式集于一体

●接口的网关，如以太网Ethernet转CAN或RS485接口：

●以太网Ethernet 10M/100M bit/s接口（RJ45），支持自动MDI/MID-X极性变换

●USB 2.0全速设备接口（典型的B型接口）

●RS485（2线和4线制）+RS422接口（光电隔离，可高达1Mbit/s）

●CAN 2.0b接口（光电隔离，可高达1Mbit/s）

●RS232（高达115200Kbit/s）

●IIC和SPI接口

●2个输出口，集电集开路输出；2个输入口

TRINAMIC提供完整的网络服务器用于配置信息，如设置IP地址，网关地址和域名.只需要通过PC发送控制指令就可以，详细资料欢迎客户来电索取，同时我们可以为客户提供项目开发和嵌入式设计。

Gavy 13812617052nicegaowei@yahoo.com.cn更多分布式

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