基于CAN总线的伺服电机通信控制
CAN(Controller Area Network)总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信局域网络，由于其高性能、高可靠性、实时性好及其独特的设计，已广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信，在工控领域兴起应用热潮。
而伺服电机具有结构紧凑、控制容易、运行稳定、响应快等优异特性，已越来越成为现代工业自动化系统中的一个重要执行元件。在自动化程度高、需精确控制速度、位置、力矩等的场合，如印刷机械、造纸机械、纺织机械、工业机器人、高速电梯、数控机床等重要行业中，得到了普遍的应用。
德国伦茨公司生产的伺服电机由于提供了CAN总线接口，使其很容易挂接到CAN总线上，通过CAN总线进行数据传输与控制，拓展了伺服电机的功能与应用范围,使伺服电机能更好更灵活地应用于现代工业控制系统中。
2 CAN总线的特性
作为专门应用于工业自动化领域的网络，CAN总线具有以下优点：
(1)使用简单方便。许多CAN控制器芯片如SJA1000T、Philips 82C250等实现了CAN物理层及数据链路层的大部分，在使用时用户需要做的只是两件事：对CAN控制器进行初始化，对CAN总线上的数据进行收发操作。
(2)高效可靠。CAN采用短帧结构，数据帧中的数据字段长度最多为8B，所以传输的速度快（最大通信速率可达1Mbps），受干扰的概率低。同时，CAN总线作为多主节点，各节点通过总线仲裁获得总线控制权，并拥有完善的错误处理机制，保证了各种干扰环境下数据传输的安全可靠。
(3)系统可扩充性好。CAN总线是面向消息的编码，而不是面向设备的编码，故增添或删减CAN上的节点非常方便和灵活，易于系统的扩充。
3 伺服电机接入CAN网
伦茨伺服电机的伺服控制器由于提供了专门的CAN总线接口X4，可以象其他的CAN节点一样，用普通双绞线作为通信介质，很方便地连接到基于CAN总线的工业控制系统上，如图1所示。
上位主机通过接插支持CAN的通讯适配卡获得对CAN总线的支持，负责对整个系统的运行和工作状态进行监视管理。由于CAN总线在工业控制上的应用越来越广泛，很多公司都推出了支持CAN总线的接口适配卡，如研华的PCL-841通信卡、北京华控的HK-CAN20通信卡、北京三兴达公司的智能CAN-PC总线适配卡PCCAN等等，用户可以通过这些接口适配卡，来运行复杂的通信任务，进行各CAN节点与上位主机之间的数字通信和协调管理。
4伺服控制器的功能模块与基于CAN总线的数据通道
伦茨伺服电机的伺服控制器，具有丰富的内部功能模块库，如常见的逻辑功能模块、算术功能模块、信号类型转换模块、斜坡函数发生模块、相位积分模块以及较特殊的数频输入输出模块、数频处理模块、伺服控制处理模块、速度设定处理模块等等。用户利用这些功能块，可以自由配置控制器的信号流程，使控制器能很容易地适应不同的实际应用。
为了实现基于CAN总线的应用，伺服控制器提供了专门的CAN总线功能模块组CAN-IN与CAN-OUT，作为过程数据通道，进行过程数据的传输。其中，功能块CAN-IN1与CAN-OUT1只用于伺服控制器与上位主机之间进行通信与数据传输。输入功能块CAN-IN1用于接收上位主机的数据信息，CAN-IN1有8B的数据空间可供用户使用配置，可以向其他内部功能模块提供二进制信号、16位的模拟信号、16位的速度信号以及32位的相位信号等多种控制信号。上位主机通过向根据实际应用配置的CAN-IN1模块发送命令信息，能实现伺服电机的速度给定、电机快停、电机的正反转切换、电机正常模式转速与恒定低速的切换、电机使能、电机禁止等各种功能。同样，CAN-OUT1功能模块亦有8B的数据空间可供用户使用，可以通过配置向上位主机实时地提供电机的各种状态信息、电机的实际速度、电机的实际相位等信息。
功能块CAN-IN2、CAN-IN3与CAN-OUT2、CAN-OUT3用于伺服控制器之间进行快速数据交换。只要配置了某一伺服控制器的CAN-OUT2或CAN-OUT3与另一伺服控制器的CAN-IN2或CAN－IN3的对应关系，即可建立起伺服控制器间的数据传输通道，在电机运行过程中将1台伺服控制器的各种数据信息传给另1台伺服控制器，常见的如：将1台伺服控制器的速度给定经一定运算处理后作为另1台伺服控制器的速度给定信号，使2台伺服电机速度比例运行。该特性对于多台伺服电机之间的协调控制具有重要意义。上位主机亦可以监测到在CAN总线上传输的该类数据信息。
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