0 引言

石油修井機是由一臺或兩臺動力機驅動絞車和轉盤，絞車用動力機、絞車、井架等均安裝在汽車載重底盤、專用底盤或牽引式底盤上的石油修井裝置。

在油田上廣泛使用卡特彼勒發動機或康明斯發動機作動力機，使用艾里遜傳動箱或國產的凱星傳動箱進行動力傳遞。在汽車行走時，發動機的動力經過傳動箱傳送到底盤，驅動車輛行走。在修井機作業時，通過切換裝置，發動機的動力經過傳動箱傳送到作業臺上，可以進行立井架、驅動絞車或轉盤等修井作業。在駕駛室、井口作業平臺都需要對發動機油門位置、傳動箱的換檔進行操作，傳動箱的工況也要與發動機的工況進行匹配。整個控制系統如果用傳統的方式進行控制，傳遞各種命令和交換信息，會在汽車底盤和工作臺上布置很多控制線纜。在油田井場及車輛行駛過程中工作條件惡劣，可能會使各種命令及信息交換的可靠性降低。

用總線進行數據的傳遞可以減少布線，并且能提高系統的可靠性，CAN總線是汽車上廣泛使用的一種總線。卡特彼勒發動機的控制器和艾里遜傳動箱控制器均是具有CAN總線功能。組建一個CAN總線網絡，不僅可以減少整個控制系統的布線工作，而且能提高信息交換的可靠性，保障整個控制系統的可靠工作。

1 CAN總線簡介

新型的串行現場總線一控制器局域網，目前廣泛應用于汽車控制與通信系統，同時也在其他工業領域得到廣泛應用。

CAN總線技術針對不同的功能和應用，有多種汽車網絡標準，美國汽車工程師協會(SAE)將汽車數據傳輸網劃分為A、B、C三類。A類是面向傳感器，執行器控制的低速網絡，數據傳輸位速率小于lOkbps，如電動窗、燈光等控制l B類是面向獨立模塊間數據共享的中速網絡，位速率一般在10-125kbps，主要用于車身電子舒適模塊、儀表顯示等，C類是面向高速、實時控制的多路傳輸網，位速率在125kbps-1Mbps，主要用于發動機、變速箱等動力、傳動系統。

SAEJ1939是一類專門用于卡車、大客車、建筑機械、農業機械等的CAN總線通信協議，波特率可達250kbps，是一種傳輸速率較高的C類通信網絡協議。它以CAN 2．0B為基礎，定義了網絡層和應用層的協議，SAEJl939的分層結構如圖1所示。

2 CAN總線在修井機上的具體應用

2.1 系統總線拓撲結構

在油田的修井機上選用具有CAN總線控制功能的卡特發動機(或康明斯發動機)和艾里遜傳動箱，發動機的控制器與傳動箱的控翩器通過CAN總線互相傳遞信息，在發動機控制臺和駕駛室安裝有監控發動機轉速的帶CAN總線功能的儀表，整個系統的總線拓撲結構如圖2所示。

CAN總線使用屏蔽雙絞線，屏蔽層直接與汽車底盤的電瓶的負端連接。在總線的主干兩端需要連接120歐姆的終端電阻。

2.2 連接器

有兩類連接器，九芯的連接器用于診斷接口，三芯的連接器用于控制器、終端電阻等，如圖3所示。

正常狀態下，當Q～N—H和CAN-L均為2.5V左右，表示邏輯l，稱為隱性，當CAN-H=3.5VCAN-L=1.5V時，稱為顯性，表示邏輯0。

2.3 傳遞的主要數據信息網

艾里遜傳動箱的控制器(Commercial ElectronicControl 2,CEC2)與發動機、儀表之間主要進行一些廣播信息和接收數據。