CAN总线在工程机械控制中的应用价值分析

张文杰　罗康　杭智强

[摘 要]CAN总线不仅在组网与通信功能方面具有巨大的发展潜力，而且其本身还具有高性能、低价格的巨大竞争优势，因此在众多领域都有着良好的发展势头。本文立足于CAN总线的基本内涵，通过对CAN总线技术的应用特点以及应用优点进行分析，对CAN总线在工程机械控制中的应用状况进行着重阐述。

[关键词]CAN总线；工程机械控制；应用价值分析

[中图分类号]TP273.5 [文献标识码]A

随着科学技术的飞速发展，工程机械控制逐渐朝着智能化、自动化的方向发展，于是各种智能控制技术应运而生，被大规模地应用到工程机械的控制当中，其中最具有代表性的就是CAN总线技术。由于CAN总线具有成本低廉、适用范围广、信息传输质量高、通信实时性强等优势，所以被大规模地应用到船舶行业、工业设备与自动化以及医疗行业等。

1 CAN总线应用的相关优点分析

CAN是现场总线的一种，并且是能够有效地支持分布式控制以及实时控制的一种创新通信网络。对于以CAN总线进行分布式控制的系统与当下众多的RS-485在R线基础下构建的分布式控制系统相比，有着以下突出的优势：一方面，CAN控制器能够实现多主方式运行，网络中的所有节点依据报文标识符取得总线访问的优先权利，通过无损结构中的逐位仲裁方法争取向总线发送数据的机会。不仅如此，CAN协议一通信数据编码的形式取代了以往的站地址编码，从而使得不同的网络节点可以在同一时间接受数据成为现实。以上优点不仅有效地增加了CAN总线构的各个不同网络各节点之间的数据通信时效性，而且还通过形成的冗余结构使得系统的稳定性与灵活性有了显著的提升。如果是通过RS-485所构成的主从式结构系统，那么就只能够通过主站轮询的方式实现数据的通信，不仅实时性有所降低，而且数据的可靠性还存在问题。另一方面，CAN总线较目前市场上所应用的其他现场总线来说，不仅通信的速率较高、实时性强，而且还具有高性能、低价格的巨大竞争优势，所以CAN总线已经发展成为现在国际上最为标准的现场总线，

2 CAN总线在工程机械控制中的具体应用分析

2.1 CAN总线在摊铺机中的实际应用

作为道路施工中最常用的施工设备之一，摊铺机的使用性能、安全性以及稳定性与整个道路项目施工工程的施工质量之间有着密切的联系。运用CAN总线到摊铺机的行走控制系统中，可以重点对摊铺机的显示器、行走控制器以及电喷发动机控制器这三个部分进行进行优化升级，从而达到对系统的集中管理以及分散相应的功能与风险的目的。具体来说，摊铺机的显示器主要负责呈现整台机器的实际运行状况，并对发生故障以及危险的部位通过界面的参数进行精确地显示；行走控制器主要负责摊铺机在进行摊铺作业时对其运行速度、转动方向以及整台机器的运行状态参数进行检测；电喷发动机控制器主要负责依照摊铺机的实际运行状态对其发动机的旋转速度进行合理的管控。因此，CAN总线应用在摊铺机中能够实现对摊铺机运行状态的统一集中监管，通过分散使用功能还能够对危险进行分化，进而能够大幅度提升摊铺机的整体性能。

总之，在摊铺机中应用CAN总线技术使得道路路面的摊铺的智能化与自动化技术水平大幅上升，不仅提升了路面摊铺的施工效率，确保了摊铺路面的施工质量，而且还对摊铺的作业环境以及作業强度进行了优化与降低。

2.2 CAN总线在挖掘机中的实际应用

运用CAN总线技术可以在维持原有系统运行状况的基础上解决过去控制方式的不合理之处，使其性能得到全面提升。挖掘机的电气控制系统一般情况下都由发动机控制系统、显示系统、液压控制系统、GPS远程管理系统以及其他部分组成。其中，将CAN总线技术运用在发动机控制模块中，主控制器就可以利用CAN总线对发动机的旋转速度、运转时长、油压、水温以及使用状态进行全面了解，不仅简化了电气线路结构，而且还实现了对发动机运行状态、旋转速度以及能源使用等方面进行直接有效地控制。同样，在电气系统的液压控制系统中运用CAN总线技术实现对司机作业情况的收集，通过档位变化、功率大小以及发动机的运行状态等情况设置主阀的开度，进而能够对液压系统进行管控，达到整机旋转、行走等操作，进而增加了系统的操作性能，减少了液压控制的管路。与此同时，通过运用CAN总线技术到挖掘机显示器中能够实现对挖掘机作业数据的实时动态显示，与此同时，与摊铺机相同，也可实现对发生故障以及危险的部位通过界面的参数进行精确地显示。此外，拥有CAN总线技术的GPS终端系统能够实现与总控制系统进行快速、安全与稳定的高质量数据通信，从而将远程数据传输以及定位的功能进行最大程度的发挥。

3 结语

综上所述，CAN总线技术的快速进步为工程机械控制发展带来了革命性的影响，通过将CAN总线技术运用到摊铺机、挖掘机以及采矿铲运机中去，不仅能够减少工作任务量，有效地促进其工作效率的提升，而且还能够确保工程项目的质量水平。与此同时，CAN总线技术的智能化与自动化应用，还能够减少施工作业中安全事故的发生概率，达到科学、合理、安全、高效、稳定的施工效果，而这也是CAN总线技术未来发展的主要方向之一。

[参考文献]

[1] 刘道寿，耿跃海.CAN总线在挖掘机电气控制系统中的应用[J].工程机械，2013（03）.

[2] 沈丽婧.CAN总线技术及其在工程机械中的应用[J].科技创新与应用，2013（35）.