CAN總線在工程機械控制中的應用價值分析

張文杰　羅康　杭智強

[摘 要]CAN總線不僅在組網與通信功能方面具有巨大的發展潛力，而且其本身還具有高性能、低價格的巨大競爭優勢，因此在眾多領域都有著良好的發展勢頭。本文立足于CAN總線的基本內涵，通過對CAN總線技術的應用特點以及應用優點進行分析，對CAN總線在工程機械控制中的應用狀況進行著重闡述。

[關鍵詞]CAN總線；工程機械控制；應用價值分析

[中圖分類號]TP273.5 [文獻標識碼]A

隨著科學技術的飛速發展，工程機械控制逐漸朝著智能化、自動化的方向發展，于是各種智能控制技術應運而生，被大規模地應用到工程機械的控制當中，其中最具有代表性的就是CAN總線技術。由于CAN總線具有成本低廉、適用范圍廣、信息傳輸質量高、通信實時性強等優勢，所以被大規模地應用到船舶行業、工業設備與自動化以及醫療行業等。

1 CAN總線應用的相關優點分析

CAN是現場總線的一種，并且是能夠有效地支持分布式控制以及實時控制的一種創新通信網絡。對于以CAN總線進行分布式控制的系統與當下眾多的RS-485在R線基礎下構建的分布式控制系統相比，有著以下突出的優勢：一方面，CAN控制器能夠實現多主方式運行，網絡中的所有節點依據報文標識符取得總線訪問的優先權利，通過無損結構中的逐位仲裁方法爭取向總線發送數據的機會。不僅如此，CAN協議一通信數據編碼的形式取代了以往的站地址編碼，從而使得不同的網絡節點可以在同一時間接受數據成為現實。以上優點不僅有效地增加了CAN總線構的各個不同網絡各節點之間的數據通信時效性，而且還通過形成的冗余結構使得系統的穩定性與靈活性有了顯著的提升。如果是通過RS-485所構成的主從式結構系統，那么就只能夠通過主站輪詢的方式實現數據的通信，不僅實時性有所降低，而且數據的可靠性還存在問題。另一方面，CAN總線較目前市場上所應用的其他現場總線來說，不僅通信的速率較高、實時性強，而且還具有高性能、低價格的巨大競爭優勢，所以CAN總線已經發展成為現在國際上最為標準的現場總線，

2 CAN總線在工程機械控制中的具體應用分析

2.1 CAN總線在攤鋪機中的實際應用

作為道路施工中最常用的施工設備之一，攤鋪機的使用性能、安全性以及穩定性與整個道路項目施工工程的施工質量之間有著密切的聯系。運用CAN總線到攤鋪機的行走控制系統中，可以重點對攤鋪機的顯示器、行走控制器以及電噴發動機控制器這三個部分進行進行優化升級，從而達到對系統的集中管理以及分散相應的功能與風險的目的。具體來說，攤鋪機的顯示器主要負責呈現整臺機器的實際運行狀況，并對發生故障以及危險的部位通過界面的參數進行精確地顯示；行走控制器主要負責攤鋪機在進行攤鋪作業時對其運行速度、轉動方向以及整臺機器的運行狀態參數進行檢測；電噴發動機控制器主要負責依照攤鋪機的實際運行狀態對其發動機的旋轉速度進行合理的管控。因此，CAN總線應用在攤鋪機中能夠實現對攤鋪機運行狀態的統一集中監管，通過分散使用功能還能夠對危險進行分化，進而能夠大幅度提升攤鋪機的整體性能。

總之，在攤鋪機中應用CAN總線技術使得道路路面的攤鋪的智能化與自動化技術水平大幅上升，不僅提升了路面攤鋪的施工效率，確保了攤鋪路面的施工質量，而且還對攤鋪的作業環境以及作業強度進行了優化與降低。

2.2 CAN總線在挖掘機中的實際應用

運用CAN總線技術可以在維持原有系統運行狀況的基礎上解決過去控制方式的不合理之處，使其性能得到全面提升。挖掘機的電氣控制系統一般情況下都由發動機控制系統、顯示系統、液壓控制系統、GPS遠程管理系統以及其他部分組成。其中，將CAN總線技術運用在發動機控制模塊中，主控制器就可以利用CAN總線對發動機的旋轉速度、運轉時長、油壓、水溫以及使用狀態進行全面了解，不僅簡化了電氣線路結構，而且還實現了對發動機運行狀態、旋轉速度以及能源使用等方面進行直接有效地控制。同樣，在電氣系統的液壓控制系統中運用CAN總線技術實現對司機作業情況的收集，通過檔位變化、功率大小以及發動機的運行狀態等情況設置主閥的開度，進而能夠對液壓系統進行管控，達到整機旋轉、行走等操作，進而增加了系統的操作性能，減少了液壓控制的管路。與此同時，通過運用CAN總線技術到挖掘機顯示器中能夠實現對挖掘機作業數據的實時動態顯示，與此同時，與攤鋪機相同，也可實現對發生故障以及危險的部位通過界面的參數進行精確地顯示。此外，擁有CAN總線技術的GPS終端系統能夠實現與總控制系統進行快速、安全與穩定的高質量數據通信，從而將遠程數據傳輸以及定位的功能進行最大程度的發揮。

3 結語

綜上所述，CAN總線技術的快速進步為工程機械控制發展帶來了革命性的影響，通過將CAN總線技術運用到攤鋪機、挖掘機以及采礦鏟運機中去，不僅能夠減少工作任務量，有效地促進其工作效率的提升，而且還能夠確保工程項目的質量水平。與此同時，CAN總線技術的智能化與自動化應用，還能夠減少施工作業中安全事故的發生概率，達到科學、合理、安全、高效、穩定的施工效果，而這也是CAN總線技術未來發展的主要方向之一。

[參考文獻]

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