控制器通讯故障.doc

CAN总线简介:CAN-bus(work)即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。起先,CAN-bus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。在我们的旋挖钻机中,CAN总线主要用于控制器、显示器、倾角传感器、GPS通信控制器、发动机ECM等各种电器元件之间的数据交换。CAN-bus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-bus仍可提供高达5Kbps的数据传输速率。由于CAN串行通讯总线具有这些特性,它很自然地在汽车、制造业、以及航空工业中受到广泛应用。工作原理:CAN总线通讯能够使用很多物理介质,例如双绞线、光纤等。只要物理驱动器是在“开集电极”而且每个节点都能够监听到它自己以及其他所有节点,那么CAN就能够工作。最常用的就是双绞线。一个信号能够使用差分电压传送,CAN驱动器能够因此而避免噪声和容错,这两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”,。总线总是处于两种逻辑状态,即隐性和显性的其中之一。在隐性状态CAN_H和CAN_L固定在一个中值电压电平。在带终端电阻的总线上,CAN_H和CAN_L之间电压差接近于零。CAN实现的信号:使用非屏蔽的双绞线:CAN_H:,:,:总线电平0=显性总线电平1=隐性总线闲置=隐性显性电平将覆盖隐性电平如下例所示:节点1节点2节点3最终总线电平0000001001001111必须所有节点电平为1,总线电平才为1,否则1被0覆盖。显性状态由大于最小门限的差动电压表示。显性状态覆盖隐性状态并在显性位中传输。显性位为“0”,隐形为“1”总线故障:在正常操作中,由于发生一些总线故障而导致了非正常的操作。故障导致可能发生的网络行为如下:1、网络连接失败如果一个节点从总线网络脱开而导致连接失败,剩下的其它节点之间应能够继续通信。2、节点电源断开或节点接地断开如果某个节点与电源断开,或者处于低电压状态下,网络不会被拉低,剩下的节点应能够继续通信。如果某节点与接地点断开,网络不会被拉高,剩下的节点应能够继续通信。3、屏蔽接地断开万一某个节点的屏蔽接地断开,则会在屏蔽层与双绞线的任一根线之间产生共模干扰电压。虽然通信是可能的,但电磁干扰会增加。4、开路和短路故障原则上,由电子控制单元来分析重要消息的毁坏率故障是可以察觉的。以旋挖钻机通讯系统为例,一些意外事件引起的故障示例如下:旋挖钻机通讯总线连接示意图:例1:CAN-H或者CAN-L总线断开在CAN-H(CAN-L)断开点的不同边节点之间,数据通信是不可能的。而在CAN-H断开点的相同边节点之间,数据通信是可能的。但是数据信号的信噪比(S/N)随之降低。例如显示器和绝对式编码器之间的CANH-33和CANL-33线路某一条或者两条短路,那么在控制器和显示器之间的元器件之间还可以建立CAN总线通信的连接,但可能线号的信噪比会下降。但是,在断点的两侧,如控制器和倾角传感器之间是不能再利用CAN总线进行通信。例2:CAN总线短路故障1