基于CAN總線的伺服電機通信控制
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CAN(Controller Area Network)總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信局域網絡，由于其高性能、高可靠性、實時性好及其獨特的設計，已廣泛應用于控制系統中的各檢測和執行機構之間的數據通信，在工控領域興起應用熱潮。
而伺服電機具有結構緊湊、控制容易、運行穩定、響應快等優異特性，已越來越成為現代工業自動化系統中的一個重要執行元件。在自動化程度高、需精確控制速度、位置、力矩等的場合，如印刷機械、造紙機械、紡織機械、工業機器人、高速電梯、數控機床等重要行業中，得到了普遍的應用。
德國倫茨公司生產的伺服電機由于提供了CAN總線接口，使其很容易掛接到CAN總線上，通過CAN總線進行數據傳輸與控制，拓展了伺服電機的功能與應用范圍,使伺服電機能更好更靈活地應用于現代工業控制系統中。
2 CAN總線的特性
作為專門應用于工業自動化領域的網絡，CAN總線具有以下優點：
(1)使用簡單方便。許多CAN控制器芯片如SJA1000T、Philips 82C250等實現了CAN物理層及數據鏈路層的大部分，在使用時用戶需要做的只是兩件事：對CAN控制器進行初始化，對CAN總線上的數據進行收發操作。
(2)高效可靠。CAN采用短幀結構，數據幀中的數據字段長度最多為8B，所以傳輸的速度快（最大通信速率可達1Mbps），受干擾的概率低。同時，CAN總線作為多主節點，各節點通過總線仲裁獲得總線控制權，并擁有完善的錯誤處理機制，保證了各種干擾環境下數據傳輸的安全可靠。
(3)系統可擴充性好。CAN總線是面向消息的編碼，而不是面向設備的編碼，故增添或刪減CAN上的節點非常方便和靈活，易于系統的擴充。
3 伺服電機接入CAN網
倫茨伺服電機的伺服控制器由于提供了專門的CAN總線接口X4，可以象其他的CAN節點一樣，用普通雙絞線作為通信介質，很方便地連接到基于CAN總線的工業控制系統上，如圖1所示。
上位主機通過接插支持CAN的通訊適配卡獲得對CAN總線的支持，負責對整個系統的運行和工作狀態進行監視管理。由于CAN總線在工業控制上的應用越來越廣泛，很多公司都推出了支持CAN總線的接口適配卡，如研華的PCL-841通信卡、北京華控的HK-CAN20通信卡、北京三興達公司的智能CAN-PC總線適配卡PCCAN等等，用戶可以通過這些接口適配卡，來運行復雜的通信任務，進行各CAN節點與上位主機之間的數字通信和協調管理。
4伺服控制器的功能模塊與基于CAN總線的數據通道
倫茨伺服電機的伺服控制器，具有豐富的內部功能模塊庫，如常見的邏輯功能模塊、算術功能模塊、信號類型轉換模塊、斜坡函數發生模塊、相位積分模塊以及較特殊的數頻輸入輸出模塊、數頻處理模塊、伺服控制處理模塊、速度設定處理模塊等等。用戶利用這些功能塊，可以自由配置控制器的信號流程，使控制器能很容易地適應不同的實際應用。
為了實現基于CAN總線的應用，伺服控制器提供了專門的CAN總線功能模塊組CAN-IN與CAN-OUT，作為過程數據通道，進行過程數據的傳輸。其中，功能塊CAN-IN1與CAN-OUT1只用于伺服控制器與上位主機之間進行通信與數據傳輸。輸入功能塊CAN-IN1用于接收上位主機的數據信息，CAN-IN1有8B的數據空間可供用戶使用配置，可以向其他內部功能模塊提供二進制信號、16位的模擬信號、16位的速度信號以及32位的相位信號等多種控制信號。上位主機通過向根據實際應用配置的CAN-IN1模塊發送命令信息，能實現伺服電機的速度給定、電機快停、電機的正反轉切換、電機正常模式轉速與恒定低速的切換、電機使能、電機禁止等各種功能。同樣，CAN-OUT1功能模塊亦有8B的數據空間可供用戶使用，可以通過配置向上位主機實時地提供電機的各種狀態信息、電機的實際速度、電機的實際相位等信息。
功能塊CAN-IN2、CAN-IN3與CAN-OUT2、CAN-OUT3用于伺服控制器之間進行快速數據交換。只要配置了某一伺服控制器的CAN-OUT2或CAN-OUT3與另一伺服控制器的CAN-IN2或CAN－IN3的對應關系，即可建立起伺服控制器間的數據傳輸通道，在電機運行過程中將1臺伺服控制器的各種數據信息傳給另1臺伺服控制器，常見的如：將1臺伺服控制器的速度給定經一定運算處理后作為另1臺伺服控制器的速度給定信號，使2臺伺服電機速度比例運行。該特性對于多臺伺服電機之間的協調控制具有重要意義。上位主機亦可以監測到在CAN總線上傳輸的該類數據信息。
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