總線分布式電氣控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是無人機(jī)發(fā)射車的電氣系統(tǒng)的CAN總線的分布式電氣控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)，為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。CAN的應(yīng)用范圍很廣，從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價(jià)位的多路界限都可以使用CAN。在自動(dòng)化電子領(lǐng)域的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制部件、傳感器、抗滑系統(tǒng)等應(yīng)用中，CAN的位速率可高達(dá)1Mbps。區(qū)別與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用按控制回路進(jìn)行一對(duì)一連接的方法，現(xiàn)場(chǎng)總線采用智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，具有運(yùn)算、控制和通信功能，可以在現(xiàn)場(chǎng)完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、控制處理等功能，并將有關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)及其它現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)可徹底的分布式控制。在現(xiàn)代車載電器系統(tǒng)中，CAN總線作為主要的通訊方式，使用廣泛。發(fā)射車作為無人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，它的可靠與否直接影響無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)射安全性。在CAN節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu)中，CAN對(duì)象層(the object layer)的功能是報(bào)文濾波以及狀態(tài)和報(bào)文的處理。CAN傳輸層(the transferlayer)是CAN協(xié)議的核心。它把接受到的報(bào)文提供給對(duì)象層，以及接受來自對(duì)象層的報(bào)文。物理層(the physical layer)定義實(shí)際信號(hào)的傳輸方法。物理層的作用是在不同節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位信息的實(shí)際傳輸。
[0003]傳統(tǒng)的直接I/O接入方式是將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)變?yōu)槿蹼娦盘?hào)，通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關(guān)量信號(hào)一對(duì)?接至電子設(shè)備間DCS的I/O接口，進(jìn)入DCS進(jìn)行組態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的監(jiān)控。由于電氣量均是通過電纜由電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)連接至電子設(shè)備間DCS的I/O柜，DCS的I/O卡件多，電纜數(shù)量大，電纜安裝工程量大，長(zhǎng)距離電纜引進(jìn)的干擾也會(huì)影響DCS的可靠性；所有信息量均要集中匯總至DCS的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，風(fēng)險(xiǎn)不分散，影響系統(tǒng)可靠性；模擬量必須通過電量變送器送入DCS，抗干擾能力差；在分布式電氣控制系統(tǒng)中，存在幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn):
a)由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)分散且距離較遠(yuǎn)，從而不易使用集中控制；
b)由于車體較長(zhǎng)，導(dǎo)致整個(gè)發(fā)射車通訊距離較遠(yuǎn)，從而影響通訊質(zhì)量；
c)通訊線被分割的段數(shù)較多，最遠(yuǎn)端與主控單元之間的被分線盒、駕駛室后排插座板等分成了 5段，易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟包和誤碼，從而影響了通訊信號(hào)的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為實(shí)現(xiàn)無人機(jī)發(fā)射車電氣控制系統(tǒng)可靠使用，以保證無人機(jī)的安全發(fā)射，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種，集中控制度高，工作安全通訊可靠、操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、通訊反應(yīng)時(shí)間快，通訊距離短的分布控制的電氣系統(tǒng)。以解決系統(tǒng)控制點(diǎn)分散，通訊線路上連接器使用較多導(dǎo)致通訊信號(hào)傳輸不穩(wěn)定等問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種CAN總線分布控制電氣系統(tǒng)，包括:通過CAN總線電連接顯示單元的主控單元、串聯(lián)主控單元的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器和電連接CAN轉(zhuǎn)發(fā)器的執(zhí)行分控單元，并組成分散控制系統(tǒng)，其特征在于:主控單元通過顯示器CAN總線通訊發(fā)出控制命令，主控單元以主控板為控制樞紐，將該控制命令解析并發(fā)出控制命令，并以分布串聯(lián)的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，通過上述CAN轉(zhuǎn)發(fā)器將信號(hào)加強(qiáng)再發(fā)送到分布控制的各執(zhí)行分控單元，經(jīng)執(zhí)行分控單元控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成最終動(dòng)作。
[0006]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:
本發(fā)明使用CAN總線作為數(shù)據(jù)的通訊準(zhǔn)則，采用串聯(lián)主控單元的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器和電連接CAN轉(zhuǎn)發(fā)器的執(zhí)行分控單元，分布式的控制方式，集中控制度高，有利于故障的排除和減少布線壓力。操作簡(jiǎn)單，只需通過操作者單手對(duì)顯示屏進(jìn)行點(diǎn)觸，即可完成整個(gè)系統(tǒng)的控制操作，同時(shí)顯示屏上還能將各分布控制單元的狀態(tài)信息顯示出來，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。
[0007]本發(fā)明采用主控單元通過顯示器CAN總線通訊發(fā)出控制命令，主控單元以主控板為控制樞紐，將該命令解析并發(fā)出控制命令，并以分布串聯(lián)的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，組成分散控制系統(tǒng)，工作安全通訊可靠，通過總線通訊方式解決機(jī)構(gòu)分散、通訊距離長(zhǎng)等問題，性能穩(wěn)定，通訊反應(yīng)時(shí)間快。利用CAN轉(zhuǎn)發(fā)器將信號(hào)加強(qiáng)再發(fā)送到分布控制的各執(zhí)行分控單元，通訊距離短，解決了通訊信號(hào)被分割成多段的問題。由于CAN總線通訊為成熟技術(shù)，設(shè)計(jì)成本和實(shí)物成本較低，同時(shí)通訊質(zhì)量得以保證。
[0008]本發(fā)明用液晶顯示器的操作面板輸入控制命令，人機(jī)工程較方便。CAN轉(zhuǎn)發(fā)器的使用有利于信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。通過CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，信號(hào)可靠；CAN轉(zhuǎn)發(fā)器的使用減少了因?yàn)檫B接器的過多使用對(duì)通訊的影響，從而使數(shù)據(jù)的傳輸更加可靠。而且由于執(zhí)行控制單元能執(zhí)行超遠(yuǎn)距離的控制指令，能實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)就地控制。
[0009]本發(fā)明采用增強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕瑴p少了通訊因多處連接器連接而造成的通訊不可靠。
[0010]本發(fā)明經(jīng)工程樣機(jī)試用證明，其工作安全可靠、操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、通訊反應(yīng)時(shí)間快，從未出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟包和誤碼。
【附圖說明】
[0011]附圖1是本發(fā)明總線分布式電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]本發(fā)明涉及一種無人機(jī)發(fā)射車的電氣系統(tǒng)的CAN總線的分布式電氣控制系統(tǒng)的幾個(gè)單元。包括:顯示單元、主控單元、CAN轉(zhuǎn)發(fā)器1、CAN轉(zhuǎn)發(fā)器2、執(zhí)行分控單元1、執(zhí)行分控單元2、執(zhí)行分控單元3、執(zhí)行分控單元4。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參閱圖1。在以下描述的實(shí)施例中，can總線分布控制電氣系統(tǒng)，包括線電連接顯示單元的主控單元、串聯(lián)主控單元的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器和電連接CAN轉(zhuǎn)發(fā)器的執(zhí)行分控單元，并組成分散控制系統(tǒng)，由于本系統(tǒng)中，各部分器件皆為成熟貨架產(chǎn)品，故只需將各產(chǎn)品組合在一起即可實(shí)現(xiàn)。其中CAN轉(zhuǎn)發(fā)器包括CAN轉(zhuǎn)發(fā)器1、CAN轉(zhuǎn)發(fā)器2、CAN轉(zhuǎn)發(fā)器I通過CAN總線電連接執(zhí)行分控單元I和執(zhí)行分控單元2，CAN轉(zhuǎn)發(fā)器2通過CAN總線電連接執(zhí)行分控單元3、執(zhí)行分控單元4。顯示器為人機(jī)接口，CAN轉(zhuǎn)發(fā)器為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，執(zhí)行分控單元控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成最終動(dòng)作。CAN通訊通過顯示器發(fā)出控制命令。主控單元通過顯示器CAN總線通訊發(fā)出控制命令，主控單元以主控板為控制樞紐，將該命令解析并發(fā)出控制命令，并以分布串聯(lián)的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，通過上述CAN轉(zhuǎn)發(fā)器將信號(hào)加強(qiáng)再發(fā)送到分布控制的各執(zhí)行分控單元，經(jīng)執(zhí)行分控單元控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成最終動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)信號(hào)可靠有效的在控制系統(tǒng)中傳輸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CAN總線分布控制電氣系統(tǒng)，包括:通過CAN總線電連接顯示單元的主控單元、串聯(lián)主控單元的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器和電連接CAN轉(zhuǎn)發(fā)器的執(zhí)行分控單元，并組成分散控制系統(tǒng)，其特征在于:主控單元通過顯示器CAN總線通訊發(fā)出控制命令，主控單元以主控板為控制樞紐，將該命令解析并發(fā)出控制命令，并以分布串聯(lián)的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，通過上述CAN轉(zhuǎn)發(fā)器將信號(hào)加強(qiáng)再發(fā)送到分布控制的各執(zhí)行分控單元，經(jīng)執(zhí)行分控單元控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成最終動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種CAN總線分布控制電氣系統(tǒng)，其特征在于:CAN轉(zhuǎn)發(fā)器包括CAN轉(zhuǎn)發(fā)器1、CAN轉(zhuǎn)發(fā)器2、CAN轉(zhuǎn)發(fā)器I通過CAN總線電連接執(zhí)行分控單元I和執(zhí)行分控單元2，CAN轉(zhuǎn)發(fā)器2通過CAN總線電連接執(zhí)行分控單元3、執(zhí)行分控單元4。
3.如權(quán)利要求1所述的一種CAN總線分布控制電氣系統(tǒng)，其特征在于:執(zhí)行控制單元執(zhí)行超遠(yuǎn)距離的控制指令，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)就地控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種CAN總線分布控制電氣系統(tǒng)，包括：通過CAN總線電連接顯示單元的主控單元、串聯(lián)主控單元的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器和電連接CAN轉(zhuǎn)發(fā)器的執(zhí)行分控單元，并組成分散控制系統(tǒng)，主控單元通過顯示器CAN總線通訊發(fā)出控制命令，主控單元以主控板為控制樞紐，將該命令解析并發(fā)出控制命令，并以分布串聯(lián)的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，通過上述CAN轉(zhuǎn)發(fā)器將信號(hào)加強(qiáng)再發(fā)送到分布控制的各執(zhí)行分控單元，經(jīng)執(zhí)行分控單元控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成最終動(dòng)作。本發(fā)明利用CAN轉(zhuǎn)發(fā)器將信號(hào)加強(qiáng)再發(fā)送到分布控制的各執(zhí)行分控單元，通訊距離短，解決了通訊信號(hào)被分割成多段的問題。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN104597867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410702187
【發(fā)明人】程鐳, 梁文濤, 李銘森
【申請(qǐng)人】四川航空工業(yè)川西機(jī)器有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日