基于CAN總線和PCC的多電機(jī)消隙天線控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上，選用貝加萊的PCC為核心控制單元，通過CAN總線實(shí)現(xiàn)四臺直流調(diào)速器及其直流電動機(jī)的組網(wǎng)，天線控制單元、控保單元、轉(zhuǎn)臺位置信號分別通過通信擴(kuò)展接口構(gòu)成完整的天線控制系統(tǒng)。
本系統(tǒng)中，PCC采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)控制直流電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，這不僅可以使電氣接線大大簡化，系統(tǒng)安裝及維護(hù)工作大大減輕，且PCC可以以高速，高精度地對電動機(jī)進(jìn)行控制，而且PCC對直流調(diào)速器實(shí)時狀態(tài)信息監(jiān)控更加具體全面，從目前業(yè)內(nèi)高機(jī)動雷達(dá)及其它車載計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，CAN總線的廣泛應(yīng)用已成為一個必然的技術(shù)趨勢。
4.2 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)
該多電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件基于PCC的開發(fā)平臺Automation Studio集成軟件平臺設(shè)計(jì)，充分利用了標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)控制器PCC的軟硬件優(yōu)勢：
（1) PCC的所有軟件均采用模塊化結(jié)構(gòu)搭建，各個模塊的功能既相對獨(dú)立，又通過數(shù)據(jù)接口相互關(guān)聯(lián)，既利于協(xié)同開發(fā)與維護(hù)，又便于項(xiàng)目的歸檔與標(biāo)準(zhǔn)化。各個任務(wù)模塊相對獨(dú)立的設(shè)計(jì)風(fēng)格，可以有效地保證在系統(tǒng)器件或工藝要求變動時，對控制軟件的影響都將是局部的、單一的。
（2) 該多電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格，由多層面多模塊構(gòu)建而成，電機(jī)的控制策略程序與底層數(shù)據(jù)采集和底層通信程序無關(guān)，有利于項(xiàng)目的局部改動調(diào)整與設(shè)備擴(kuò)展，項(xiàng)目軟件的代碼可以獲得最大程度的可重用性。
（3) 該多電機(jī)控制系統(tǒng)軟件全部采用BASIC高級語言編制，軟件具有很好的可讀性與易維護(hù)性。
（4) 采用CAN總線對多臺直流電機(jī)（驅(qū)動器）的控制，也是本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的最突出特點(diǎn)之一，PCC可以通過CAN總線高速、高精度地對電機(jī)運(yùn)動進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對多臺電機(jī)進(jìn)行全面的信息采集與實(shí)時監(jiān)控，包括每臺電機(jī)的速度、方向、啟停、使能、設(shè)定電流進(jìn)行控制，并可監(jiān)視電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速、方向、啟停、使能狀態(tài)、電機(jī)的電流及故障狀態(tài)等信息。
4.3 應(yīng)用軟件的模塊化結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)的應(yīng)用軟件充分利用了BR 的Automation Studio集成軟件平臺的應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)化與模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。按照系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)要求，整個系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)成多個相對獨(dú)立的任務(wù)模塊，各個模塊之間按照嚴(yán)格定義的接口規(guī)范，相互傳遞信息。各個任務(wù)模塊相對獨(dú)立的設(shè)計(jì)風(fēng)格，可以有效保證在系統(tǒng)器件或工藝要求改動時，對控制軟件的影響都是局部的、集中而單一的。整個應(yīng)用軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 應(yīng)用軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

4.3 容錯設(shè)計(jì)
為了為保證整個天線控制系統(tǒng)各機(jī)械、電氣部件的可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)對天線控制作了以下容錯設(shè)計(jì)：
（1） 當(dāng)某臺直流調(diào)速器因某種原因觸發(fā)報警時，該調(diào)速器所驅(qū)動的電動機(jī)是無法按照控制指令運(yùn)動的，為避免意外情況發(fā)生，本系統(tǒng)做了安全性的保護(hù)措施——停止所有電動機(jī)的運(yùn)動。并可通過顯示的錯誤代碼，直觀地告知操作人員，進(jìn)行意外情況的相應(yīng)排錯處理。
（2）當(dāng)控保電路采集到限位信號的觸發(fā)，多電動機(jī)控制系統(tǒng)的控制程序會保護(hù)性地將電機(jī)停止下來，以免轉(zhuǎn)臺觸及機(jī)械限位部件，引起電機(jī)堵轉(zhuǎn)。

5 結(jié)束語
基于CAN總線和PCC的全數(shù)字式多電機(jī)消隙天線控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了天線轉(zhuǎn)臺的消隙以及方位、俯仰等控制功能。應(yīng)用實(shí)踐表明，該系統(tǒng)不僅能完成天線系統(tǒng)的精確定位，而且結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)據(jù)通信流暢，可靠性高，電機(jī)驅(qū)動特性好。

參考文獻(xiàn)
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