現場總線iCAN網絡在工程機械中的應用

2．解決方案

起重力矩限制系統的CAN-bus解決方案為：系統采用一塊PC104-CAN2I雙路CAN接口卡、一個iCAN-4017 模擬量輸入模塊以及一個iCAN-4050 數字量輸入輸出模塊。起重力矩限制系統結構示意圖如下圖 3 所示：

圖3

1）PC104-CAN2I 雙路CAN 接口卡作為CAN 網絡主控設備，實現對于數據采集模塊的管理。PC104-CAN2I 接口卡配備2 個通道CAN 接口， CAN 通道采用光電隔離措施，增強了系統在惡劣環境中使用的可靠性。電路板采用4 層板技術，SMT 工藝，抗干擾能力強，保障長期運行的穩定可靠。

2）iCAN-4017 模擬量輸入模塊主要技術參數如下：

單電源供電，供電電壓：＋10V～+30V DC；

8 路模擬量輸入通道；

16 位分辨率ADC；

電壓輸入范圍：±10V （默認）、±5V、 ±2.5V、±1V、±500mV、±150mV；

電流輸入范圍：±20mA（需外接125Ω 精密電阻）。

采用iCAN-4017 模擬量輸入模塊的四路輸入通道用于采集系統中長度傳感器、角度傳感器以及壓力傳感器的輸出數據。

3）iCAN-4050 數字量輸入輸出模塊主要技術參數如下：

單電源供電，供電電壓：＋10V～+30V DC；

8 路開關量輸入通道；

8 路開關量輸出通道；

開關量輸入信號：高電平： +3.5 V～+30V，低電平：≤+1V ；

開關量輸出信號：集電極開漏輸出，最大負載電壓+30V，電流30mA。采用iCAN-4050 數字量輸入輸出模塊四路輸出通道用于提供數字量輸出信號。

3．系統說明

起重力矩限制系統通過iCAN 模塊檢測各傳感器的信號，各模塊通過CAN 總線將傳感器數據傳送到控制主機進行處理，系統工作狀態實時顯示在人機界面上。該系統能夠警示危險工況，診斷并排除故障。在危險工況下，通過實時地控制輸出模塊，使系統處于安全狀態，防止事故的發生。

起重力矩限制系統軟件采用VC++開發。系統軟件對傳感器數據進行處理，實時獲取系統工作狀態，并以圖形化的界面顯示，在危險狀態下及時發出報警信息，并可以根據鍵盤指令進行相應的控制。

在起重力矩限制系統中采用了iCAN-4017 模塊以及iCAN-4050 模塊各一個。在滿足系統需求的基礎之上，模擬量輸入、數字量輸入以及開關量輸出均有剩余通道，可以方便未來產品功能的擴展。

該起重力矩限制系統的特點是：通過CAN-bus 總線實現對各傳感器信號的采集以及輸出裝置的控制，使得系統十分容易構建，布線安裝十分方便；同時系統抗干擾能力強、可靠性高、實時響應性好。而且通過CAN-bus 總線的應用，使該起重力矩限制系統的很容易作為一個子系統嵌入到起重機的控制系統中。

通過實際的運行測試表明，該系統運行穩定、可靠，維護接口方便，性能價格比較高。

五、結論

CAN-bus 總線的應用使工程機械控制系統功能具有良好的可擴展性，易于實現對各分系統得集中監測和管理。此外CAN-bus 總線的應用使用戶的使用、維護、故障診斷更加靈活和方便，例如起重機在出廠調試時，工廠計算機系統可以通過CAN-bus 總線訪問其控制系統，記錄保存調試數據，以作為在故障時維修的原始參考數據。

隨著CAN-bus 總線在工程機械中的不斷應用，必將大大提高工程機械的可靠性、可檢測、可維修性以及智能化水平。依靠強大的專業開發團隊、NXP 半導體的領先技術，我們始終執著于工程機械行業中CAN-bus 總線的應用推廣，為客戶提供更多的優質的解決方案。