CAN总线液压控制系统

CAN 总线液压控制系统
名词解释：
CAN 总线 ------- 一种工业现场总线，采用了计算机OSI 7层网络协议模型，通信介质为双绞线、电缆或光纤，通过选用CAN 控制芯片和软件实现，通信通道控制采用总线仲裁方式，优先级高的请求获得总线使用权。

主要优点有：数据通信的可靠性、实时性(通信速率可达1Mbps)、灵活性. 嵌入式系统 ------- 即软硬件按需要经过剪裁的计算机系统，通常采用嵌入式专用处理器，和嵌入式操作系统（如嵌入式Linux ）。

嵌入式系统一般作为整个系统的智能部件使用。

非路面设备 ------- 指不是在公路上行驶的车辆或设备，如起重机、挖掘机、装卸车等
Ａｓｉｃｓ ------- 特定用途集成电路
ECU ------- 电子控制单元
一、控制流程说明
引用“Ultronics System Presentation ”一文中示意图片如下：
通过手柄输入控制信号（指
令）
带CPU 的电控单元
（ECU ），将指令转换并
通过Can 总线传送到正
确的阀
ECU 是连接其他功能机械
模块的接口，比如：发动
机
使液压系统增加智能性
液压轴的运动与输入指令成比
例
ECU 的处理
上图是推土机液压控制系统的控制流程示意图，整个控制系统为一个多级结构，包含多个子控制系统（或称为节点），各节点通过CAN网络总线进行通信。

这样的结构使系统组成非常灵活，可以根据不同的需要选用不同数量和种类的功能部件（子系统）。

ECU 为中央控制器，手柄、阀为其余的节点。

因为采用CAN总线，所以每个节点均为一个实现了CAN总线节点功能的单片机、DSP或嵌入式系统。

下面对各节点简要说明如下：
二、节点说明
1、手柄
通过压力传感器和温度补偿电路将操作者的动作转换为模拟信号，再经内置的CAN控制器（估计为单片机系统）转换为数字信号指令（CAN总线数据包格式）并发送到CAN总线上。

2、ECU（电控制单元）
ECU在这套系统中估计是用嵌入式系统实现的。

同手柄一样，也实现了CAN总线节点功能，可以接收或发送CAN数据封包。

同时，通过2×25的工业标准接口（见图中的2个类似于并口的插槽），可以连接到外部传感器、显示器，甚至连接到其他控制系统进行信息交换。

ECU中长驻有各种控制功能程序模块，如手柄性能调整程序、阀控制程序。

手柄程序可以调整手柄的延时特性、输出曲线和死区。

阀控制程序将手柄指令处理后发送到相应的阀上。

3、阀
分为主阀和先导阀，均为双阀芯结构，可以独立控制2路工作油路
先导阀上的智能节点同样实现了CAN节点功能，并长驻有多个阀芯动作控制程序模块。

每个模块实现了不同的功能，例如：回转装置、油缸、传动装置、蓄能器充压、压力控制、流量控制及许多其他标准的功能。

而这些功能模块的选用由操作者用手柄经ECU 发来的指令决定。

主阀工作油口都有压力传感器，每一个阀芯都有位置传感器，先导阀上的智能节点通过对传感信号的闭环控制可以分别对两路
液压油的压力和流量进行控制，由此组合出的对执行器的控制功能。

为了提高阀的性能，每个阀芯位置控制模块都是软件自适应的，因此可调整阀芯的响应获得最好的性能。

这种调整是由处理器完成的，所以阀在使用期间可以调整，以长期保持良好的性能，并修正由于磨损或弹簧弹性和系统动力方面的变化带来的影响。

阀组的接入联上有压力调节器，以控制系统的压力、决定阀的负载传感边界。

压力调节器由压力控制模块控制，以保证不断变化的压力调控需要，使系统一直处于性能良好状态。

先导阀智能节点还需要特别图示说明以下：
传感器供电(7 V) 和ADC补偿
CAN 控制器
看门狗
电源
轴控制软件
EEPROM
存储轴参数，可被用户设置
上图可见，智能节点的EEPROM中保存有控制参数，可由客户进行设置。

实际情况是，当智能节点出现故障需要更换时，无需手工对新的部件进行参数设置，ECU会在更换新部件并重新启动时对每个节点与其存储的数据进行核对，看看设置是否正确，如发现设置错误将自动下载数据恢复系统设置。

此即所谓的自动检测例行
法。

三、关于CAN通信的实现
目前的理解是：选用合适的CAN控制器芯片，并将其与单片机或者别的处理器适当连接，根据芯片选择通信介质，在各节点程序中实现发送和接受CAN报文的功能。

发送：信息从CAN控制器发送到CAN总线是由CAN控制器自动完成的，发送程序只须把被发送的信息帧送到CAN控制器的发送缓冲区，并启动发送命令即可。

接受：信息从CAN总线到CAN接受缓冲区是由CAN控制器自动完成的，接收程序只须从接收缓冲区读取要接收的信息即可。

实际情况可能还要考虑采用何种控制方式，是查询还是中断。

四、关于应用程序开发平台
如前所述，阀的功能由软件来实现。

通过有针对性的编制控制软件，控制系统可实现不同的功能。

Ultronics提供专用的开发软件工具，用于阀和系统的设置。

“ＣＡＮ工具”将允许工程师们访问任一先导阀对许多参数进行修改，比如最大流量和压力，修改阀片的控制策略，比如是流量控制还是压力控制，修改节流特性、负荷传感边界、背压、最大压力，实际上所有与某一运动相关的参数都能修改。

只需将程序导入先导阀上的处理器中确认修改并测试即可，这一过程只用几分钟。

从上面看出，对方所谓的开发平台就是指这个设置程序，在掌握了CAN通信后，可以在PC中实现CAN节点功能（市面上好象已经有了可用于PC的ISA插槽的PC-CAN通信借口卡），然后通过CAN总线向被修改节点发送新参数，在节点一端处理参数接收和更新。

控制策略、算法应该是在了解了实际应用之后才能确定，调试方式现在还不清楚。