iCAN系列功能模块在工程机械中的应用

本文主要介绍CAN-bus总线技术在工程机械中的应用。重点以工程起重机为例，介绍如何将iCAN系列功能模块、ZLG系列、CAN-bus接口卡、组建成一个可靠控制、易于开发的CAN-bus应用网络，以及在工程机车控制网络中快速应用的方法。

CAN-bus总线简介

CAN-bus总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，最初被设计用作汽车电子控制单元（ECU：ElectricControlUnit）的串行数据传输网络，现已被广泛应用于欧洲的中高档汽车中。近几年来，由于CAN-bus总线极高的可靠性、实时性，CAN-bus总线开始进入中国各个行业的数据通讯应用，并于2002年被确定为电力通讯产品领域的国家标准。
CAN-bus网络使用普通双绞线作为传输介质，采用直线拓朴结构，单条网络线路至少可连接110个节点，当通讯距离不超过40米时，数据传输速率可达1Mbps，最远通讯距离可达10公里（使用标准CAN收发器PCA82C250/251芯片）。
CAN-bus网络为多主结构网络，根据信息帧优先级进行总线访问，大大提高了系统的性能；CAN总线采用短帧报文结构，实时性好，并具有完善的数据校验、错误处理以及检错机制，此外CAN总线节点在严重错误下会自动脱离总线，对总线通讯没有影响。　　CAN-bus网络中，数据收发、硬件检错均由CAN控制器硬件完成，大大增强了CAN-bus网络的抗电磁干扰能力。
CAN-bus总线的适用范围：可适用于节点数目很多，传输距离在10公里以内，安全性要求高的场合；也可适用于对实时性、安全性要求十分严格的机械控制网络。
目前，国内的汽车、电梯行业已是CAN-bus应用的典型领域，工业控制、智能楼宇、煤矿设备等行业也得到了广泛的应用。

工程机械行业的发展

由于嵌入式电脑、网络通讯、微处理器、自动控制等先进技术的日渐广泛应用，工程机械控制系统的性能和集成度已经有了很大的提高，工程机械的操作便利性、安全性都得到了大幅度提高。
在基于集中控制方式的工程机械中，一方面由于多个ECU单元的使用，各ECU之间的通讯越来越复杂，必然导致了更多的信号连接线，使控制系统安装、维护手续繁琐，运行的可靠性、应用的灵活性有所降低，维修难度增大；另一方面，为提高系统中信号的利用率，要求有大量的数据信息可以在不同的控制单元中共享，大量的控制信号也需要实时交换。传统的集中式控制系统已落后于工程机械中现代通讯功能的需求。
传统的控制系统结构示意图如下：

因此，如何提高系统的性能，开发通讯应用的灵活性和方便性，降低使用和维护的成本是必须解决的问题，而CAN-bus总线在工程机械控制系统中的应用也能够有效解决这些问题。