基于CANopen的工程机械控制器研究

摘要

随着我国工业化和城镇化进程的不断加快，工程机械设备的需求量日益增加。工程机械设备现已广泛应用于城镇建设、交通运输、矿山开采、国防建设等领域，成为国民经济建设的重要设备。工程机械控制器是工程机械设备的核心部件，目前国内中高端的工程机械控制器市场主要被国外厂商垄断，这导致了工程机械控制器价格昂贵、后期维护能力差、供货周期长，而传统控制器又不能够满足现代化工程机械的控制要求。 针对上述问题，设计了基于CANopen的工程机械控制器。首先，根据工程机械控制器的当前现状及实际工作环境，对控制器的功能需求进行分析，给出整体设计方案；然后根据整体设计方案进行控制器的硬件设计，选用Infineon的XC2287M芯片作为硬件平台的核心部件，详细说明系统中各模块的设计过程，并且完成系统原理图和PCB的设计；其次，为了满足工程机械控制器通用性的要求，选择符合IEC61131-3标准的CoDeSys作为控制器的调度核心，进行CoDeSys Runtime的移植和I/O接口配置。控制器采用CAN总线实现与其他设备的信息交换，且将CANopen协议应用于控制系统中，使得通信更加方便快捷。最后，对控制器进行基本功能测试和CAN通信测试。实验结果表明，基于CANopen的工程机械控制器能够实现对不同种类信号进行数据采集和控制。在通信测试中，将CAN接口发送的数据通过45m的线缆传输后用PCANView接收，实验过程共进行100万条数据的传输，无误码现象。

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