基于CAN总线的分布式电机控制系统 设计.ppt

《基于CAN总线的分布式电机控制》 设计单位：安徽机电职业技术学院 项目组长:祝飞 项目组成员：祝飞、胡冬冬、夏海龙、聂前 项目背景 1、项目说明： ?本系统通过CAN总线完成对分布式电机的控制。控制每个电机的启动、停止、加速、减速。实现点对点、点对多点的控制。 ②在工业生产中占有重要地位，具有极高的可靠性，实现了生产线各段运行线速度误差小，在加减速过程中能动态同步的控制目标。 2、了解CAN: CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线 。CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。 详细设计需求 1.实时在超级终端中监测电机的转速。 2.可以通过超级终端实时控制电机的加减速，停止与启动。 3.主机上的液晶显示正在监测的电机转速，各个从机上的液晶显示ID及转速。 4.当在超级终端中输入ID及转速可以实时的控制电机。 系统设计总方案 方案详细解释 霍尔传感器原理简介 ① 霍尔传感器的主要工作原理是霍尔效应。当电机转动时，带动霍尔传感器，产生相对应的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲技术装置。 ② 将霍尔传感器固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，在转盘上安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系： 　 n=60/PT 式中：n为电机转速;P为电机转一圈的脉冲数;T为输出方波信号周期 通过占空比调节电机转速 驱动模块实物图 采集程序 if (flag==1) { send(cou); //获取PC输入数据 indat[i++]=cou; } if (flag==2) { out[1]=(indat[0]-48)*10+indat[1]-48; out[2]=(indat[2]-48)*100+(indat[3]-48)*10+(indat[4]-48); CAN_send(out); //发送数据到CAN总线 flag=0; } 测试结果及现象分析 现象分析 由于单片机内刚开始有一个初始值，这个值不受主机控制，因此电机刚开始时会转动。当输入02030时，ID地址为02的电机慢慢的加速到30mil，由于电机上的霍尔传感器随着电机转动，在每转过一圈时都会把此时电机的转速反馈给电脑，因此电脑上所显示的是转动一圈后的速度，由于电源电压不稳定等因素的影响，所以导致电机转速不能保持在30mil的固定值，而是在30mil上下浮动。因此需要进行多次调试，以达到最佳状态。 主机与驱动模块实物图 整体系统 七、总结 THANKS! * * 从机模块 从机模块 从机模块 从机模块 驱动器 驱动器 驱动器 驱动器 M M M M M W 电机速度传感器 I2C总线 主机模块 从机模块 驱动器 驱动器 W W W W 1.系统设计方案图 PC机 主机 从机 1602显示 开始 电机驱动模块 电机 结束 霍尔测速 1602显示速度 速度反馈 直接控制 I2C总线 速度 CAN总线 速度 2.系统流程图 1.主机系统原理图 该芯片主要功能是实现电平之间转换，它可以将RS232电平转化为TTL电平（5V）。 2.MAX232原理图 方案详细解释 CAN控制器，由主机的程序进行功能的配置与激活。控制CAN帧的发送和接收。 3.MCP2515 TJA1050 CAN转换器 方案详细解释 液晶显示器： 显示从机ID号 电机号 传感器采集到的的电机转速。 3.LCD1602 方案详细解释 主机实物图 检测模块 检测模块实物图 PCF8591 D/A转换输出模拟信号 驱动系统 光耦隔离 电气隔离增加安全性 TL431产生1.625V MOSFET 用于驱动电机 对于直流电机的控速，通常改变电压可以得到，这里通过PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。 请输入ID+速度：02031 02号电机速度：001 02号电机速度：008 02号电机速度：010 02号电机速度：022 02号电机速度：023 02号电机速度：024 02号电机速度：024 02号电机速度：026 02号电机速度：026 02号电机速度：027 02号电机速度：028 02号电机速度：029 02号电机速度：030 02号电机速度：030 02号电机速度：031 02号电机速度：031 请输入ID+速度：03020 03号电机速度：001 03号电机速度：004 03号电机速度：006 03号电机速度：007 03号电机速度：008 03号电机速度：010 03号电机速度：010