隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中扮演了極為重要的角色，作為各行業(yè)中的主要拖動(dòng)電機(jī)，應(yīng)用更為廣泛。眾所周知，交流電動(dòng)機(jī)在全壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流達(dá)到額定電流的5～7倍，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊;起動(dòng)轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，加劇機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損。為了解決交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題，通常需要使用軟起動(dòng)器進(jìn)行軟起動(dòng)。

　　當(dāng)前軟起動(dòng)器的監(jiān)控一般由各自獨(dú)立的監(jiān)控單元進(jìn)行，無(wú)法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面的控制和監(jiān)測(cè)。因此，建立一套數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)將各軟起動(dòng)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，組成完整的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)就顯得非常必要。

　　相對(duì)于RS-485等通信標(biāo)準(zhǔn)，CAN(Controller Area Network)總線(xiàn)以其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)而在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。CAN總線(xiàn)是德國(guó)Bosch公司于上世紀(jì)80年代初推出的一種多主局域網(wǎng)，CAN通信網(wǎng)絡(luò)是一種全分散、全數(shù)字化的智能雙向、多變量、多點(diǎn)、多站的分布式通信體系，具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、通信速度塊、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。CAN總線(xiàn)是一種非常適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的通信方式。本文介紹了一種基于CAN總線(xiàn)的交流電機(jī)軟起動(dòng)通信系統(tǒng)。

　　CAN通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　交流電機(jī)軟起動(dòng)通信系統(tǒng)由一臺(tái)工控機(jī)作為監(jiān)控主機(jī)，工控機(jī)通過(guò)CAN總線(xiàn)接口接入CAN總線(xiàn)，各節(jié)點(diǎn)是由單片機(jī)控制的具有CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)功能的交流電機(jī)軟起動(dòng)器。

　　通信系統(tǒng)各部分提供了不同的功能。其中，工控機(jī)控制交流電機(jī)軟起動(dòng)器的工作狀態(tài)，例如軟起動(dòng)、軟停車(chē)等，顯示軟起動(dòng)的各項(xiàng)參數(shù)如起動(dòng)電壓、起動(dòng)電流等。軟起動(dòng)器按照工控機(jī)的命令控制交流電機(jī)軟起動(dòng)，并采集電機(jī)起動(dòng)電流、電壓等參數(shù)，通過(guò)CAN總線(xiàn)發(fā)往工控機(jī)。

　　CAN通信協(xié)議

　　本通信系統(tǒng)中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度不是固定的。工控機(jī)向軟起動(dòng)器下達(dá)的控制命令只有幾個(gè)字節(jié)，而軟起動(dòng)器向工控機(jī)上傳的軟起動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)一般有幾十個(gè)字節(jié)。因此CAN通信協(xié)議需要有大數(shù)據(jù)量傳輸能力，又要快速高效。由于CAN通信采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，在傳輸數(shù)據(jù)量較大時(shí)，就要將數(shù)據(jù)拆分為多個(gè)幀進(jìn)行傳輸。如果將所有信息和數(shù)據(jù)都放在8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)場(chǎng)中，將會(huì)使傳輸幀中有效數(shù)據(jù)少，通信信息多，降低CAN總線(xiàn)通信效率。所以，本文采用了利用報(bào)文標(biāo)識(shí)符中的仲裁場(chǎng)包含通信控制信息，數(shù)據(jù)場(chǎng)包含實(shí)際數(shù)據(jù)的方法，以提高通信效率。

　　本系統(tǒng)中，CAN通信采用CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)中帶29位報(bào)文標(biāo)識(shí)符的擴(kuò)展幀。報(bào)文標(biāo)識(shí)符中包含緊急標(biāo)記、目的地址、源地址、幀類(lèi)型、幀號(hào)，其格式如表1所示。

　　其中緊急標(biāo)記僅有1位，用來(lái)標(biāo)記當(dāng)前幀的優(yōu)先級(jí)，對(duì)于一般信息，該位置1，對(duì)于緊急信息(如三相電壓不平衡、過(guò)流、軟起動(dòng)器組件故障等報(bào)警信號(hào))該位置0，從而使其擁有高優(yōu)先級(jí)，盡快傳送到目的地。

　　目的地址共7位，指示該幀所要到達(dá)的目的地，可以是某一具體地址，也可以是廣播地址(主要用于工控機(jī)以廣播方式向各軟起動(dòng)器傳送數(shù)據(jù)，如對(duì)時(shí)數(shù)據(jù)等)。

　　源地址共7位，指示該幀的來(lái)源地址。

　　幀類(lèi)型有4位，說(shuō)明了該幀的類(lèi)型，如工控機(jī)控制命令、軟起動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。

　　幀號(hào)共8位，用來(lái)在多幀傳輸中標(biāo)記該幀的序號(hào)。

　　每個(gè)CAN通信節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)唯一的地址號(hào)，地址號(hào)使用7位二進(jìn)制數(shù)表示。其中，優(yōu)先級(jí)最高的地址分配給工控機(jī)，優(yōu)先級(jí)最低的地址作為廣播方式的目的地址，其它地址依次分配給各軟起動(dòng)器。

　　CAN節(jié)點(diǎn)采用雙濾波方式獲取本節(jié)點(diǎn)所需信息，兩個(gè)濾波器均采用7位有效數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)地址和廣播方式下的地址。這樣，就僅有發(fā)往該節(jié)點(diǎn)的幀和廣播幀能夠進(jìn)入應(yīng)用層進(jìn)行處理，其它無(wú)關(guān)通信內(nèi)容都被過(guò)濾掉，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率。