基于CAN总线的数字焊机网络控制技术

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焊接过程的数字化控制是焊接专业的研究热点之一。充分利用数字化控制的优势,实现焊接电源的多功能化,可满足日益多变的焊接生产工艺需要。使用现场总线将多个焊接设备连接成网络,实现大量数据在各个设备间传输,达到全局控制的目的。因此焊接控制的网络化发展具有重要意义。CAN作为一种现场总线,使用非破坏性总线仲裁技术,具有通讯距离远、通讯速率高等优点,能够保证各焊接设备之间准确快速地交换数据,可以很好的满足对数字焊机进行网络控制的需求。   本文致力对数字焊机网络控制技术的研究,深入讨论了系统的设计思想和实现方法。以数字焊机作为下位机节点,PC机作为上位机节点,通过两个节点组成简单CAN网络,建立了系统平台。使用LabVIEW开发了数字焊机控制面板,定义了CAN总线应用层协议,实现了系统通信和节点控制。   一、本文综述了数字化焊接的特点和发展现状,分析了CAN总线的技术要点。结合CO2气体保护焊工艺,参照CAN2.0B技术规范,定义了应用于数字焊机的CAN总线通讯协议。   二、系统下位机CAN节点中,设计了以单片机XC164为控制核心的数字焊机硬件电路,主要包括:CAN总线节点接口、E2pROM存储单元、A/D采样滤波电路、开关量光电隔离。使用单片机C语言开发了CAN通信程序和相关用户子程序。   三、使用USB-CAN卡(NI USB-8473)与连接PC机,从而构成上位机CAN节点。使用LabVIEW设计了数字焊机控制虚拟面板,面板主要功能有:焊机系统配置、CAN通讯配置、CO2焊控制参数设定、数据采集处理,通过面板操作完成上下位机数据通信和节点控制。   将节点通过CAN总线方式连接,集成了单片机与LabVIEW开发平台的优势,实现了的PC机和数字焊机控制电路的数据通信和控制。数字焊机控制虚拟面板界面简洁直观,操作方便。本文为数字焊接网络化控制系统的发展提供了一个可行方案。
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