1、弁言
CAN(ControllerArea Network)总线是一种有效支持分布式掌握或实时掌握的串行通信局域网络，由于其高性能、高可靠性、实时性好以及独特的设计，已广泛运用于掌握系统中的各检测和实行机构之间的数据通信，在工控领域兴起运用热潮。
而伺服电机具有构造紧凑、掌握随意马虎、运行稳定、相应速率快等精良特性，已越来越成为当代工业自动化系统中的一个主要实行元件。在自动化程度高、需精确掌握速率、位置、力矩等的场合，如印刷机器、造纸机器、纺织机器、工业机器人、高速电梯、数控机床等主要行业中，得到了普遍的运用。
德国伦茨公司生产的伺服电机由于供应了CAN总线接口，使其很随意马虎挂接到CAN总线上，通过CAN总线进行数据传输与掌握，拓展了伺服电机的功能与运用范围,使伺服电性能更好更灵巧地运用于当代工业掌握系统中。
2、CAN总线的特性
作为专门运用于工业自动化领域的网络，CAN总线具有以下优点：
(1)利用大略方便。许多CAN掌握器芯片如SJA1000T、Philips 82C250等实现了CAN物理层及数据链路层的大部分，在利用时用户须要做的只是两件事：对CAN掌握器进行初始化，对CAN总线上的数据进行收发操作。
(2)高效可靠。CAN采取短帧构造，数据帧中的数据字段长度最多为8B，以是传输的速率快（最大通信速率可达1Mbps），受滋扰的概率低。同时，CAN总线作为多主节点，各节点通过总线仲裁得到总线掌握权，并拥有完善的缺点处理机制，担保了各种滋扰环境下数据传输的安全可靠。
(3)系统可扩充性好。CAN总线是面向的编码，而不是面向设备的编码，故增长或删减CAN上的节点非常方便和灵巧，易于系统的扩充。
3、伺服电机接入CAN网
伦茨伺服电机的伺服掌握器由于供应了专门的CAN总线接口X4，可以像其他的CAN节点一样，用普通双绞线作为通信介质，很方便地连接到基于CAN总线的工业掌握系统上，如图1所示。
伦茨的伺服掌握器与伺服电机之间采取旋转变压器或光电编码器建立反馈，形成高精度的伺服掌握系统，伺服电机实时地将其运行状态与运行信息上传给伺服掌握器。作为CAN总线上的节点，伺服掌握器不仅可以与上位主机进行通信，通过CAN总线吸收上位机的各种操作、掌握和参数设定命令；同时伺服掌握器之间亦可以进行快速的数据交流，相互间建立一定的折衷或掌握关系。
上位主机通过接插支持CAN的通讯适配卡得到对CAN总线的支持，卖力对全体系统的运行和事情状态进行监视管理。由于CAN总线在工业掌握上的运用越来越广泛，很多公司都推出了支持CAN总线的接口适配卡，如研华的PCL-841通信卡、北京华控的HK-CAN20通信卡、北京三兴达公司的智能CAN-PC总线适配卡PCCAN等等，用户可以通过这些接口适配卡，来运行繁芜的通信任务，进行各CAN节点与上位主机之间的数字通信和折衷管理。
4、伺服掌握器的功能模块与基于CAN总线的数据通道
伦茨伺服电机的伺服掌握器，具有丰富的内部功能模块库，如常见的逻辑功能模块、算术功能模块、旗子暗记类型转换模块、斜坡函数发生模块、相位积分模块以及较分外的数频输入输出模块、数频处理模块、伺服掌握处理模块、速率设定处理模块等等。用户利用这些功能块，可以自由配置掌握器的旗子暗记流程，使掌握器能很随意马虎地适应不同的实际运用。
为了实现基于CAN总线的运用，伺服掌握器供应了专门的CAN总线功能模块组CAN-IN与CAN-OUT，作为过程数据通道，进行过程数据的传输。个中，功能块CAN-IN1与CAN-OUT1只用于伺服掌握器与上位主机之间进行通信与数据传输。输入功能块CAN-IN1用于吸收上位主机的数据信息，CAN-IN1有8B的数据空间可供用户利用配置，可以向其他内部功能模块供应二进制旗子暗记、16位的仿照旗子暗记、16位的速率旗子暗记以及32位的相位旗子暗记等多种掌握旗子暗记。上位主机通过向根据实际运用配置的CAN-IN1模块发送命令信息，能实现伺服电机的速率给定、电机快停、电机的正反转切换、电机正常模式转速与恒定低速的切换、电机使能、电机禁止等各种功能。同样，CAN-OUT1功能模块亦有8B的数据空间可供用户利用，可以通过配置向上位主机实时地供应电机的各种状态信息、电机的实际速率、电机的实际相位等信息。
功能块CAN-IN2、CAN-IN3与CAN-OUT2、CAN-OUT3用于伺服掌握器之间进行快速数据交流。只要配置了某一伺服掌握器的CAN-OUT2或CAN-OUT3与另一伺服掌握器的CAN-IN2或CAN－IN3的对应关系，即可建立起伺服掌握器间的数据传输通道，在电机运行过程中将1台伺服掌握器的各种数据信息传给另1台伺服掌握器，常见的如：将1台伺服掌握器的速率给定经一定运算处理后作为另1台伺服掌握器的速率给定旗子暗记，使2台伺服电机速率比例运行。该特性对付多台伺服电机之间的折衷掌握具有主要意义。上位主机亦可以监测到在CAN总线上传输的该类数据信息。
同时，伺服掌握器还供应2路参数输入通道和2路参数输出通道。在CAN总线上，上位主机可通过2路参数输入通道，对伺服掌握器内的各种参数进行设置修正，如伺服电机的加减速韶光、齿轮箱变速比、级联系数等等；通过2路参数输出通道读取伺服掌握器的各种参数，如伺服电机确当前温度、当前配置的加减速韶光以及电机的实际电压电流等等，故只假如能在伺服掌握器的参数代码表中找得到的参数，基本上都能够读取。
通过CAN总线接口与各个数据通道，伺服电机可将自己的干系数据信息发送到CAN总线上；同时亦可以吸收来自总线的伺服电机所需的各种数据信息与掌握命令。
5、CAN的通信协议
作为实时性哀求比较高的工业掌握底层网络，CAN协议只分为3层：物理层、数据链入层和运用层。CAN通信协议有4种不同的帧格式：数据帧、远程帧、缺点帧和超载帧。
由于CAN通信协议给出的只是共性哀求，在实际运用中须要将协议详细化，建立适用的协议规则。根据伺服电机伺服掌握器的特点，并遵照CAN通信协议标准，制订了伺服掌握器的通信协议规则。伺服掌握器的每个信息帧分为2部分：帧头和数据域。帧头占2B，其前11位为标识符，然后是一位RTR位，末了是4位的数据长度位DLC（即所发数据的实际长度，以字节为单位）。数据域占用8B。11位的信息标识符反应了节点的优先级别，总线仲裁便是通过它来实现的，信息帧的标识符越小，信息帧就具有越高的优先权。除总线状态等分外信息外，伺服掌握器对所传输信息的标识符有一定的打算公式：
信息标识符＝基准标识符＋设定的掌握器的节点地址
伺服掌握器的节点地址可以在参数代码表中设定。而对信息的基准标识符，伺服掌握器有统一的规定，如：同步触发旗子暗记的基准标识符为128，来自掌握器CAN-OUT1通道的信息的基准标识符为384，而发送到掌握器CAN-IN1通道的信息的基准标识符为512，通过参数通道1发送到掌握器的信息基准标识符为1536，通过参数通道1吸收的信息基准标识符则为1408。
对付8B的数据域，用户须要按照所要发送的详细信息来确定应遵照的利用原则。比如，要通过参数通道进行参数设定，第1个字节为命令码，第2、3字节为参数对应的索引号，第4个字节为参数对应的次索引，后4个字节是要设定的参数数据大小；而要发送信息到某伺服掌握器的过程数据通道CAN-IN1，则直接是数据信息的发送，没有命令码，也没有索引号。
6、上位主机的软件设计
通过CAN总线进行通信与掌握的伺服电机，在针对实际的运用哀求配置好伺服掌握器的内部掌握旗子暗记流，以及基于CAN的接口功能模块和数据通道后，剩下须要办理的是上位主机的软件设计问题。
由于上位主机所接插的CAN通讯适配卡一样平常都供应CAN的驱动函数，以是在上位机软件的体例过程中，实现与CAN总线的通信部分可以直接调用相应的函数，如上位主机与CAN通信的紧张任务：对CAN适配卡的初始化、CAN信息包的发送、CAN信息包的吸收等，都有现成的函数可以利用，为用户利用CAN进行通信供应了方便。对CAN通讯适配卡的初始化紧张是初始化适配卡的各个寄存器，设置中断向量、通信卡的波特率以及中断屏蔽字等必要的参数，为正常通信作准备。实现CAN信息包的发送，首先要确定信息包的11位信息标识符，填入帧头，并在数据域中填入须要发送的数据信息，通过发送函数发送给所有CAN节点或特定的CAN节点上。而对付利用吸收函数所吸收的CAN信息包，亦通过其11位信息标识符，判断其来源，对数据域的数据进行处理，取得有效的信息，进行显示或存储，并按照掌握须要发送掌握指令。其软件掌握流程图，如图2所示。
上位主机正是通过对CAN驱动函数的不断调用，发送掌握命令或参数设定命令给各伺服电机的伺服掌握器，驱动伺服电机的启停运转；同时吸收来自伺服掌握器的伺服电机的速率、相位、迁徙改变方向、转矩等各种数据信息及状态信息，并进行剖析处理，然后按照系统的实际掌握须要再给伺服掌握器发送相应的命令，去驱动电机，使伺服电机的运行始终按用户的哀求进行变革，从而实现对伺服电机的管理与掌握。
7、结束语
伦茨伺服电机CAN接口的引入，提高了伺服电机的自动化水平，使伺服电机在工业掌握网络中的通信与掌握更为方便、灵巧和可靠。
CAN总线在当代工业掌握系统中越来越广泛的运用，为带CAN接口的伺服电机供应了广阔的运用前景。
参考文献
[1]邬宽明.CAN总线事理和运用系统设计[M].北京：北京航空航天算夜学出版社，1996.
[2]Lenze.Operating Instruction(Global Drive Mannuls 9300).(end)
