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发表于:2008-3-14 15:43:02
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CAN基本知识

什么是CAN ?
  CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。
  一个由CAN 总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点。实际应用中,节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如,当使用Philips P82C250作为CAN收发器时,同一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。另外,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
  CAN 是怎样发展起来的?
  CAN最初出现在80年代末的汽车工业中,由德国Bosch公司最先提出。当时,由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线。于是,他们设计了一个单一的网络总线,所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年,CAN 已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519(低速应用)。
  CAN是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时,CAN 仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。
  由于CAN总线具有很高的实时性能,因此,CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
  CAN 是怎样工作的?
  CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型(OSI)一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层,而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层:数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet,这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业,许多制造商都应用他们自己的标准。
  表1 OSI开放系统互连模型
  7 应用层 最高层。用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换。如:DeviceNet
  6 表示层 将两个应用不同数据格式的系统信息转化为能共同理解的格式
  5 会话层 依靠低层的通信功能来进行数据的有效传递。
  4 传输层 两通讯节点之间数据传输控制。操作如:数据重发,数据错误修复
  3 网络层 规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。如:路由和寻址
  2 数据链路层 规定了在介质上传输的数据位的排列和组织。如:数据校验和帧结构
  1 物理层 规定通讯介质的物理特性。如:电气特性和信号交换的解释
  
  CAN能够使用多种物理介质,例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送,两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”,静态时均是2.5V左右,此时状态表示为逻辑“1”,也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”,称为“显形”,此时,通常电压值为:CAN_H = 3.5V 和CAN_L = 1.5V 。
   CAN 有哪些特性?
  CAN具有十分优越的特点,使人们乐于选择。这些特性包括:
   低成本
   极高的总线利用率
   很远的数据传输距离(长达10Km)
   高速的数据传输速率(高达1Mbit/s)
   可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文
   可靠的错误处理和检错机制
   发送的信息遭到破坏后,可自动重发
   节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能
   报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息
  Philips制造的CAN芯片有哪些?
  表2 CAN芯片一览表
  类别 型号 备注
  CAN微控制器 P87C591 替代P87C592
  XA C37 16位MCU
  CAN独立控制器 SJA1000 替代82C200
  CAN收发器 PCA82C250 高速CAN收发器
  PCA82C251 高速CAN收发器
  PCA82C252 容错CAN收发器
  TJA1040 高速CAN收发器
  TJA1041 高速CAN收发器
  TJA1050 高速CAN收发器
  TJA1053 容错CAN收发器
  TJA1054 容错CAN收发器
  LIN收发器 TJA1020 LIN收发器
  
  什么是CSMA/CD ?
  CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检测”(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect)的缩写。
  利用CSMA访问总线,可对总线上信号进行检测,只有当总线处于空闲状态时,才允许发送。利用这种方法,可以允许多个节点挂接到同一网络上。当检测到一个冲突位时,所有节点重新回到‘监听’总线状态,直到该冲突时间过后,才开始发送。在总线超载的情况下,这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。为了避免发送时延,可利用CSMA/CD方式访问总线。当总线上有两个节点同时进行发送时,必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11位或29位数字的ID。CAN总线状态取决于二进制数‘0’而不是‘1’,所以ID号越小,则该报文拥有越高的优先权。因此一个为全‘0’标志符的报文具有总线上的最高级优先权。可用另外的方法来解释:在消息冲突的位置,第一个节点发送0而另外的节点发送1,那么发送0的节点将取得总线的控制权,并且能够成功的发送出它的信息。
  
  CAN的高层协议
  CAN的高层协议(也可理解为应用层协议)是一种在现有的底层协议(物理层和数据链路层)之上实现的协议。高层协议是在CAN规范的基础上发展起来的应用层。许多系统(像汽车工业)中,可以特别制定一个合适的应用层,但对于许多的行业来说,这种方法是不经济的。一些组织已经研究并开放了应用层标准,以使系统的综合应用变得十分容易。
  一些可使用的CAN高层协议有:
  制定组织主要高层协议
  CiA CAL协议
  CiA CANOpen协议
  ODVA DeviceNet 协议
  Honeywell SDS 协议
  Kvaser CANKingdom协议
  什么是标准格式CAN和扩展格式CAN?
  标准CAN的标志符长度是11位,而扩展格式CAN的标志符长度可达29位。CAN 协议的2.0A版本规定CAN控制器必须有一个11位的标志符。同时,在2.0B版本中规定,CAN控制器的标志符长度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B协议的CAN控制器可以发送和接收11位标识符的标准格式报文或29位标识符的扩展格式报文。如果禁止CAN2.0B,则CAN 控制器只能发送和接收11位标识符的标准格式报文,而忽略扩展格式的报文结构,但不会出现错误。
  目前,Philips公司主要推广的CAN独立控制器均支持CAN2.0B协议,即支持29位标识符的扩展格式报文结构

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发表于:2008-3-14 15:41:32
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USB知识

USB的特点:

  1、使用方便

  使用USB接口可以连接多个不同的设备,而过去的串口和并口只能接一个设备,因此,从一个设备转而使用另一个设备时不得不关机,拆 下这个,安上那个,开机再使用,USB则为用户省去了这些麻烦,除了可以把多个设备串接在一起之外,USB还支持热插拔。

  在软件方面,USB设计的驱动程序和应用软件可以自动启动,无需用户做更多的操作,这同样为用户带来极大的方便。

  USB设备也不涉及IRQ冲突问题。USB口单独使用自己的保留中断,不会同其它设备争用PC机有限的资源,同样为用户省去了硬件配置的烦恼。

  2、速度够快

  速度性能是USB技术的突出特点之一。USB接口的最高传输率可达每秒12Mb,比串口快了整整100倍,比并口也快了十多倍。

  3、连接灵活

  USB接口支持多个不同设备的串列连接,一个USB口理论上可以连接127个USB设备。连接的方式也十分灵活,既可以使用串行连接,也可以使用中枢转接头(Hub),把多个设备连接在一起,再同PC机的USB口相接。在 USB方式下,所有的外设都在机箱外连接,连接外设不必再打开机箱;允许外设热插拔,而不必关闭主机电源。USB采用 “级联”方式,即每个USB设备用一个USB 插头连接到一个外设的USB插座上,而其本身又提供一个USB插座供下一个USB外设连接 用。通过这种类似菊花链式的连接,一个USB控制器可以连接多达127个外设,而每个外 设间距离(线缆长度)可达5米。USB能智能识别USB链上外围设备的插入或折卸,USB为PC 的外设扩充提供了一个很好的解决方案。

  4、独立供电

  普通的使用串口、并口的设备都需要单独的供电系统,而USB设备则不需要,因为USB接口提供了内置电源。U SB电源能向低压设备提供5伏的电源,因此新的设备就不需要专门的交流电源了,从而降低了这些设备的成本并提高了性价比。

  5、支持多媒体

  USB提供了对电话的两路数据支持。USB可支持异步以及等时数据传输,使电话可与PC 集成,共享语音邮件及其它特性。USB还具有高保真音频。由于USB音频信息生成于计算机外,因而减小了电子噪音干扰 声音质量的机会, 从而使音频系统具有更高的保真度。

  6、USB存在的问题

  尽管在理论上,USB可以实现高达127个设备的串列连接,但是在实际应用中,也许串联3到4个设备就可能导致一些设备失效。而且,实际的USB产品中,只有键盘是有一个输入口、一个输出口的设备,其它的则只有一个输入口而已,根本无法再连接下一个USB设备,所以当前的USB应用中,使用Hub来连接多个USB设备是必需的。

  另一个问题出在USB的电源上,尽管USB本身可以提供500mA的电力,但一旦碰到高电耗的设备,就会导致供电不足。解决这个问题的办法仍然是使用Hub。因此,配置一个包括键盘、数码相机(摄像机)和扫描仪在内的US B系统,用户还要额外花费七、八百元人民币来购买Hub。另外一个变通的方法,就是串接两个USB设备,对其它的US B设备进行热插拨,不过,这虽然省了钱,却费了事儿。

  至于产生问题的原因,USB的开发商认为问题不在于USB接口本身,而是由于USB设备的产品不符合标准造成的。我们姑且不去理会谁该负起这个责任,只是要记得,如果现在指望一个USB口上连接127个设备,别忘了买Hub。
USB的优点有以下几条:
USB为所有的USB外设提供了单一的、易于操作的标准的连接类型。这样一来就简化了USB外设的设计,同时也简化了用户在判断哪个插头对应哪个插槽时的任务,实现了单一的数据通用接口。
USB排除了各个设备象鼠标、调制解调器、键盘和打印机设备对去系统资源的需求,因而减少了硬件的复杂性和对端口的占用,整个的USB的系统只有一个端口和一个中断,节省了系统资源。
USB支持热插拔(hot plug),也就是说在不关PC的情况下可以安全的插上和断开USB设备,动态的加载驱动程序。其他普通的外围连接标准,如SCSI设备等必须在关掉主机的情况下才能增加或移走外围设备。
USB支持PNP。当插入USB设备的时候,计算机系统检测该外设并且通过自动的加载相关的驱动程序来对该设备进行配置,并使其正常工作。
USB在设备供电方面提供了灵活性。USB直接连接到Hub或者是连接到Host的设备可以通过USB电缆供电,也可以通过电池或者其它的电力设备来供电,或使用两种供电方式的组合.并且支持节约能源的挂机和唤醒模式。
USB提供全速12Mbps的速率和低速1.5Mbps的速率来适应各种不同类型的外设。
针对不能处理突然发生的非连续传送的设备,如音频和视频设备,USB可以保证其固定带宽。

USB规范中将USB分为五个部分:控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、
                                                   USB 设备以及针对不同USB设备的客户驱动程序。
  ·控制器(Host Controller) 主要负责执行由控制器驱动程序发出的命令。
  ·控制器驱动程序(Host Controller Driver) 在控制器与USB设备之间建立通信信道。
  ·USB芯片驱动程序(USB Driver) 提供对USB的支持。
  ·USB设备(USB Device) 包括与PC相连的USB外围设备,分为两类,一类设备本身可再接其它USB外围设备,另一类设备本身不可再连接其它外围设备,前者称为集线器 (Hub),后者称为设备(Funct ion)。或者说,集线器带有连接其它外围设备的USB端口,而设备则是连接在计算机上用来完成特定功能并符合USB 规范的设备单元。
  ·设备驱动程序(Client Driver Software) 就是用来驱动USB设备的程序,通常由操作系统或USB设备制造商提供。
在USB规范中规定了四种不同的数据传输方式:
  ·等时传输方式(Isochronous) 该方式用来联接需要连续传输数据,且对数据的 正确性要求不高而对时间极为敏感的外部设备,如麦克风、嗽叭以及电话等。等时传输方式以固定的传输速率,连续不断地在主机与USB 设备之间传输数据,在传送数据发生错误时,USB并不处理这些错误,而是继续传送新的数据。
  ·中断传输方式(Interrupt) 该方式传送的数据量很小,但这些数据需要及时处理,以达到实时效果,此方式主要用在键盘、鼠标以及操纵杆等设备上。
  ·控制传输方式(Control) 该方式用来处理主机到USB设备的数据传输。包括设备控制指令、设备状态查询及确认命令。当USB设备收到这些数据和命令后,将依据先进先出的原则处理到达的数据。
  ·批(Bulk)传输方式 该方式用来传输要求正确无误的数据。通常打印机、扫描仪 和数字相机以这种方式与主机联接。
  随着大量的支持USB的个人电脑的普及以及Windows98的广泛应用,USB逐步成为PC机的一个标准接口已经是大势所趋。最新推出的PC机几乎100%支持USB。另一方面:使用USB接口的设备也在以惊人的速度发展。

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发表于:2008-3-11 15:55:23
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变频器使用中的一些常见问题

1。问:1台变频器带多台电机时,怎么选定变频器容量? 
答:1台变频器并联驱动多台电机,请使电机额定容量的总和在变频器的额定输出电流以下,并保留10%余量。电机在运行过程中应该同时起停,而不要中途投入/退出。 
 
2。问:怎么设定加减速时间及转矩提升?  如下图所示:
答:1、负载的惯量大,一般起动转矩小。所以,加减速度时间值设定大时,转矩提升值要设定小。
    2
、起动转矩大的负载,一般惯量小。所以,加减速时间设定小时,转矩提升要设定大一些。而且 ①如果加减速时间长,大电流流过的时间长。逐步加大转矩提升,电流会逐步减小,直到电流反而增大时,停止转矩补偿的提升。始动频率设得高一些(5-10Hz)。
    3
、用矢量控制模式,自动设转矩补偿。 


 如果启动出现过电流报警,可以将转矩提升值慢慢提升,直到满足启动要求即可。不要轻易加大提升值,否则,可能会造成设备损坏。


3。问:如何最大限度地减少干扰? 
答:1、对产生干扰方(变频器)的对策:

传导干扰……在输入侧用干扰滤波器,在输入侧使用干扰滤波器(输入专用)、零相电抗器、接地电容、绝缘变压器。

感应干扰……把输入/输出线、动力线、信号线分离。采用屏蔽线,并使用电源线滤波器(共用扼流圈、磁环),正确接地。

辐射干扰……注意控制柜子中的安装和动力线的金属配管。 

④ 降低载波频率也有效果。


    2、对被干扰方的对策:尽量远离变频器。信号线采用屏蔽线,且屏蔽线只有一端和共用端相接。还可以使用磁环和滤波电容。在电源线中插入电源线滤波器(正常状态扼流器、小型的噪音滤波器)。接地线的分离。 
 
4。问:是否可以由输入侧电磁接触器来进行运转/停机?   
答:不可以。因为频繁开/关时,会导致充电电阻损坏。

马达自由空转时,会产生过电流,容易炸直流电路(电解电容)\击穿逆变模块。

如图所示: 
 
5。问:出现整流桥损坏如何解决? 
答:电网与变频器的不协调,可能造成变频器整流桥的损坏,可以考虑装输入交流电抗器选购件对应。需要装交流电抗器的判断条件如下:

1 变压器容量大于500KVA,且变压器容量与变频器容量的比大于10时。
2 同一电源变压器装有可控硅负载或功率因素补偿电容器时。
3 电源三相电压不平衡超过3%时。
4 需要改善输入功率因素时。 

 

6。问:变频器上电没有显示什么办?

答:先检查电源有没有到变频器,看空开没有合上,电源是不是有缺相,如果电源正常;那就检查变频器面板与键盘线有没有联接好,一般变频器主控板上有指示灯,看指示灯有没有亮。如果亮,说明电源已经到主控板,如果键盘线也正常,说明主控板、面板有故障。

 

7。问:什么是再生制动?再生制动的方法有那几种:
答: 1
 能量消耗型:这种方法是在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制一个功率管的通断。在直流母线电压上升至700V左右时,功率管导通,将再生能量通入电阻,以热能的形式消耗掉,从而防止直流电压的上升。由于再生能量没能得到利用,因此属于能量消耗型。同为能量消耗型,它与直流制动的不同点是将能量消耗于电机之外的制动电阻上,电机不会过热,因而可以较频繁的工作。
 2
 并联直流母线吸收型:适用于多电机传动系统(如牵伸机),在这个系统中,每台电机均需一台变频器,多台变频器共用一个网侧变流器,所有的逆变部并接在一条共用直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于制动状态,处于制动状态的电机被其它电动机拖动,产生再生能量,这些能量再通过并联直流母线被处于电动状态的电机所吸收。在不能完全吸收的情况下,则通过共用的制动电阻消耗掉。这里的再生能量部分被吸收利用,但没有回馈到电网中。
 3
 能量回馈型:能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时,可逆变流器将再生能量回馈给电网,使再生能量得到完全利用。但这种方法对电源的稳定性要求较高,一旦突然停电,将发生逆变颠覆。
 
8。问:变频器在使用当中出现过电压怎么办?

答:1。过电压现象是最为常见的。   过电压产生后,变频器为了防止内部电路损坏,其过电压保护功能将动作,使变频器停止运行,导致设备无法正常工作。因此必须采取措施消除过电压,防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场合不同,产生过电压的原因也不相同,所以应根据具体情况采取相应的对策。
       2。
过电压的产生与再生制动所谓变频器的过电压,是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压,集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时,变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。
    若以380V线电压计算,则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时,直流母线上的储能电容将被充电,当电压上升至700V左右时,(因机型而异)变频器过电压保护动作。造成过电压的原因主要有两种:电源过电压和再生过电压。当变频器的三相电源波动较大,频繁出现欠压、过压故障时,可适当调整“欠压动作点设置”“过压动作点设置”这两个参数。

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发表于:2008-3-11 15:54:05
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电子技术的知识

应广大论坛朋友的支持与厚爱,现在将本人整理的一些电子技术的知识传上供大家分享。相信这些电子技术知识可使读者有所帮助,特别是变频器维修人员。

 

 电子电气目录如下:

1. 门电路——介绍非门、或门、与门等

2. 双稳态电路——介绍电路原理、电路设计等

3. 射极耦合双稳态电路——介绍工作原理、电路设计等

4. 间歇振荡电路——自激间歇振荡电路、他激间歇振荡电路

5. 锯齿波电路

6. 互补管脉冲电路——互补管双稳态电路互补管多谐振荡电路其他的互补管脉冲电

7. 光电耦合器组成的脉冲电路——用光电耦合器组成的多谐振荡电路用光电耦合器组成的双稳态电路、用光电耦合器组成的整形电路用光电耦合器组成的斩波电路

 

1、门电路介绍

 

  “是这样的一种电路:它规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时,才有信号输出,通常有下列三种门电路:与门、或门、非门(反相器)。从逻辑关系看,门电路的输入端或输出端只有两种状态,无信号以“0”表示,有信号以“1”表示。也可以这样规定:低电平为“0”,高电平为“1”,称为正逻辑。反之,如果规定高电平为“0”,低电平为“1”称为负逻辑,然而,高与低是相对的,所以在实际电路中要选说明采用什么逻辑,才有实际意义,例如,负与门对“1”来说,具有的关系,但对“0”来说,却有的关系,即负与门也就是正或门;同理,负或门对“1”来说,具有的关系,但对“0”来说具有的关系,即负或门也就是正与门。

 

一、             与门

图一(a)为三端负与门。其逻辑关系是:当罗列入ABC均为“1”时,输出端F才为“1”。(C)是与门的逻辑符号,图(b)是波形图,图(d)是逻辑关系表。它们的逻辑关系式为:F=A·B·C

 


图一、负与门电路

 

二、             或门

图二为三端正或门电路,只要有一个输入端为“1”信号。输出端就为“1”信号,称为或门。图(b)是波形图,它们的逻辑表达式为:F=A+B+C

图二、正或门电路

 

三、             非门(反相器)

图三为非门电路,它的逻辑功能是:输入为:“0”,输出为“1”,反之则反,由于uiuo反相,所以又称反相器,其逻辑符号如图(b)所示,
图中C1为加速电容,D1为箝位二极管,D2超抗饱和作用,原理是:当BG饱和时,ud>uc(通常ub为(0.7-0.8)伏,uc为(0.1-0.3)伏),使D2导通,若D2压降为0.2伏,ub=-0.7伏,此时uc变为0.5伏,这就减轻了饱和深度,另外由于ID流入BG,就使Ic增加,Ib减小,通过Ib自动调节作用,使电路能稳定地工作。
图四为非饱和式反相器,图五为几种常用反相器,它们的技术指标列于表一中


 

表一

几种常用反相器的技术指标

电路

(a)

(b)

(c)

(d)

信号电平

“0”(无信号)(V

0

0

0

+6

“1”(有信号)(V

-6

-6

-9

0

对信号源的要求(mA

吸收3

吸收1.12

吸收0.75

发射0.8

工作频率(kHZ)

10

600

1000

10000

抗干扰电压(V

1

≥1

≥2

≥2.5

灵敏度(V

≤5.0

≤7

≤5.0

输出端的吸收能力(mA

≤ 12

≤8.0

≤2

≮10

输出端的发射能力(mA

≤32

≤12

≤12

≮7

输出脉冲的上升时间(μS

2

≤0.24

≤0.1

≤0.1

输出脉冲的下降时间(μS

2

≤0.24

≤0.15

≤0.1

对三极管β值的要求

50

70-100

50

50

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