电梯CAN总线终端电阻的分析与配置.doc

电梯CAN总线终端电阻的分析与配置.doc电梯CAN总线终端电阻的分析与配置摘要:本文通过对双线传输线信号反射的研究,阐述了电梯CAN总线阻抗匹配的基本方法及匹配条件;并分析了不同总线拓扑结构对CAN总线阻抗匹配的影响。本文对电梯CAN总线阻抗匹配、拓扑结构选择、终端电阻选型和CAN通讯故障诊断有一定的现实指导意义。关键词:电梯CAN总线信号反射阻抗匹配拓扑结构中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1007-9416(2013)10-0092-031简介随着科技的进步,电梯更高的楼层和可靠性的要求,电梯通讯系统已经走入总线时代。CAN总线通讯使用灵活、可靠、安装方便,因而逐渐成为电梯通讯系统主要通讯方式。但CAN总线在实际应用中仍然存在大量的通讯故障,影响电梯正常通讯,甚至造成严重的后果。通过对CAN故障的分析,发现大部分CAN总线故障都是终端电阻失配、错配等引起的。因此,终端电阻的选用和配置也逐渐引起各方的关注。多大的终端电阻合适?终端电阻该放置在哪里?本文将对这些问题进行探讨。2电梯CAN总线使用情况电梯通讯系统在过去几十年中已经从最初的并行通讯、RS485通讯发展到目前大量使用的CAN总线通讯。并行通讯即每个控制信号都需要单独占用一根线向电梯主控制器传输,随着电梯楼层数的增加,线缆数也随着成倍的增加。RS485总线通信通过命令、响应方式的通讯方式在主控制器和轿顶、操纵箱、外呼之间建立联系;电梯主控制器定时向各个位置控制器发出查询信号,再由各子控制器回发各自状态。RS485采用3根线来实现串行通信,虽然简化了现场布线,但存在灵活性、可靠性差等缺点,因而逐渐被CAN总线替代。CAN现场总线具备以下特点:(1)多主总线,各节点控制器均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息;(2)采用非破坏性总线仲裁技术,优先级高的节点优先传送数据,能满足实时性要求;(3)具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能;(4)CAN总线数据出错率极低,某一节点出现严重错误,可自动脱离总线,总线上的其它操作不受影响;(5)通信距离长,最远可达10km(5Kb/s),通信速率最高可达到1Mb/s(40m),节点数目实际可达110个;(6)CAN总线只有两根导线,直接将新节点挂接在总线上即可,安装方便。目前CAN总线在电梯上主要有两方面的应用,其一为单台电梯通信控制系统,即单台电梯的轿厢、机房、各楼层等的通讯;其二为群控电梯通讯控制系统,即电梯之间的通讯。此外,部分电梯的远程监控系统也可使用CAN总线通讯。,当信号在传播中遇到阻抗不连续(如从传输线进入负载)即会产生反射波,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状,造成信号的缺失或失真,影响通讯质量甚至无法正常通讯。双线的传输线方程:(1)式中:r,l,g,c分别为传输线单位长度的电阻、电感、电导和电容V(z,t)和I(z,t)分别为z位置、t时刻的电压和电流t,z分别为时间轴和位移轴在无耗传输线中有r=g=0,代入式(1)并解耦得:(2)式(2)解的形式为:(3)式中:ZC是传输线的特性阻抗v是信号在传输线上的传播速度从式(3)中可以看出,传输线中的电压和电流都有两个分量,分量的位移z与时间t同向,为前向行波;中位移z与时间t反向,为后向行波,其中前向行波即为入射波,后向行波即为反射波。传输线上的反射特