基于CAN总线的分布式计算机控制系统的设计与实现

煤矿的开采挖掘中喷浆机器人的使用十分普遍,利用CAN总线技术实现对机器人的控制有着深远的研究价值。分析CAN总线的技术要点,介绍CAN总线的使用设备器件,加强对CAN技术的了解。并通过实例利用CAN总线技术设计喷浆机器人,帮助提升对于该技术的认识,给煤矿自动化研究提供参考。 【基于CAN总线的分布式计算机控制系统的设计与实现】 在现代工业自动化领域，特别是煤矿开采中，喷浆机器人的使用越来越普遍。为了实现高效精准的控制，CAN（Controller Area Network）总线技术因其卓越的性能而备受青睐。CAN总线作为一种现场总线，具有网络结构灵活、操作性强、抗干扰能力高、数据传输速度快且可靠度高等特点，特别适合在恶劣环境中应用，如煤矿的地下作业。 1. CAN总线技术的主要特点： - 网络式总线结构允许多个主站和大量从站构成复杂网络，实现信息的高效交换。 - 引入智能总线仲裁，确保关键信息优先传递，提高系统响应速度。 - 数据传输方式多样，支持一对一、一对多、多对一等多种模式。 - 错误检测机制强大，每个数据帧包含8字节，并通过CRC校验确保数据正确性，有效防止错误传播。 - 结构简洁，易于扩展，通常只需两根导线，可根据实际需求进行定制和扩展。 2. CAN总线技术的主要设备器件： - CAN独立控制器，如81C100和Intel2736，用于纯粹的CAN通信任务。 - 带CAN的微型控制器，如P7X329和PCA82C200，PCA82C200尤为常见，它具备物理层功能、优先级访问、动态速度调整和高效错误处理等功能。 - 接口芯片如828C250，具有长距离传输能力、高抗干扰性和宽温工作范围，近距离传输时可简化连接。 3. 设计实例——喷浆机器人控制： - 系统总结构设计：喷浆机器人包括大臂小臂的伸缩、腰部旋转、手腕转动和姿态调整等功能，采用分布式控制技术。在CAN总线设计中，可以设置9个节点，通过双绞线进行短距离传输，降低成本。 - 控制策略：各个动作节点通过CAN总线互相通信，根据指令执行相应的动作，实现精确的喷浆作业。 总结来说，CAN总线技术在喷浆机器人的分布式计算机控制系统中扮演了关键角色，提供了稳定、高效的通信平台，有利于提升煤矿自动化水平，降低人工操作风险，提高生产效率。深入理解和掌握CAN总线技术，对于推动煤矿自动化研究具有重要意义。