Разработка универсального модуля управления приводами по протоколу CAN | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 февраля, печатный экземпляр отправим 9 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №19 (205) май 2018 г.

Дата публикации: 12.05.2018

Статья просмотрена: 279 раз

Библиографическое описание:

Найк, Дэвид. Разработка универсального модуля управления приводами по протоколу CAN / Дэвид Найк. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 19 (205). — С. 118-122. — URL: https://moluch.ru/archive/205/50209/ (дата обращения: 23.01.2022).



С появлением одноплатных компьютеров на базе ARM архитектуры многие задачи стали переносить на них, для того чтобы снять излишнюю нагрузку с основных вычислительных систем. Эти нововведение не обошли стороной и машиностроение. Различные подсистемы станков ЧПУ выносятся на сторонние устройства по типу одноплатных компьютеров и микроконтроллеров. Для бюджетного сегмента рынка это оказалось очень удобным решением, которое значительно сокращает затраты времени и финансов.

Достаточно большой проблемой является подключение новых протоколов управления к системе ЧПУ, так если говорить о протоколе CAN, то для того чтобы настроить его работу совместно с системой ЧПУ необходимо произвести значительные изменения в работе ядра системы ЧПУ и произвести множество тестирований. Если создать универсальный модуль управления приводами, то задача соединения его с системой ЧПУ будет сводиться к небольшой настройке ядра системы.

Основные преимущества использования одноплатного компьютера:

‒ Снижение затрат на разработку и доработку ПО;

‒ Открытость архитектуры;

‒ Создание универсального решения;

‒ Снижения нагрузки на ядро системы ЧПУ;

‒ Ценовая составляющая, одноплатные компьютеры на данный момент являются очень бюджетным решением.

Всё вышеперечисленные преимущества говорят о том, что использование одноплатного компьютера является наиболее приемлемым решением, для малых и средних производств, так как иногда невозможно позволить себе дорогое решение, но потребность в решении задач управления остается весьма актуальной.

В качестве одноплатного компьютера для тестирования был выбран одноплатный компьютер Raspberry Pi 3, так как в своей ценовой категории он является лучшим устройствам по показателю цены/качества.

Для обеспечения связи между устройствами(приводами) необходимо выбрать адаптер, в нашем эксперименте это будет mcp2515. В связи с тем что на устройство необходимо подавать сигнал 5В, а передача данных между одноплатным компьютером и адаптером при помощи сигналов 3,3В, то трансивер необходимо модернизировать так, как показано на рисунке 2.

Рис. 1. Исходная схема адаптера CAN

Рис. 2. Модернизированная схема адаптера CAN

Также на рисунке 3 представлена схема подключения одноплатного компьютера и адаптера CAN, передача сигнала осуществляется с частотой 3,3В.

Рис. 3. Схема подключения одноплатного компьютера и адаптера CAN

Исследованы особенности управления приводами и решения задачи управления по средствам использования адаптера управления приводами MCP2515 при помощи одноплатного компьютера Raspberry Pi3. Была представлена структура управления приводами при помощи использования одноплатного компьютера Raspberry Pi3 с целью увеличения производительности на предприятиях малосерийного производства осуществляющих работу на станках с приводами управляемыми по протоколу CAN и увеличение функциональных возможностей оборудования целом.

Целью исследования является разработка модуля управления шаговыми двигателями по протоколу CAN, для создания оптимального решения, которое позволит модернизировать процесс управления приводами в целях повышения производительной продуктивности малосерийных производств. Разрабатываемое решение представляет собой реализацию управления станком с приводами по средствам использования адаптера MCP2515 и одноплатного компьютера Raspberry Pi3 для получения возможности дополнительного конфигурирования системы и снижению затрат. Открытая модульная масштабируемая архитектура системы предоставляет возможность конечным пользователям расширять функциональные возможности при помощи интеграции программно-аппаратных решений. Реализация управления приводами по протоколу CAN при помощи MCP2515 при помощи одноплатного компьютера Raspberry Pi3 позволит создать упрощенное решение для малосерийных производств. На рисунке 4 и 5 соответственно представлены алгоритм работы и структурная схема работы модуля.

Рис. 4. Алгоритм работы модуля управления

На структурной схеме (рисунок 5) в качестве системы ЧПУ представлена система ЧПУ АксиОМА Контрол, разрабатываемая в МГТУ «Станкин» на кафедре КСУ.

Рис. 5. Структурная схема

Литература:

  1. Мартинов Г. М. Формирование базовой вычислительной платформы ЧПУ для построения специализированных систем управления / Г. М. Мартинов, Л. И. Мартинова // Вестник МГТУ «Станкин». — 2014. — № 1(24). — C. 82–86.
  2. ЧПУ «АксиОМАКонтрол» [Электронный ресурс] // Интернет-ресурс кафедры «Компьютерные системы управления» МГТУ «СТАНКИН». URL: http://www.ncsystems.ru/index.php/ru/chpu-aksioma-kontrol (дата обращения: 01.05.2018).
Основные термины (генерируются автоматически): CAN, одноплатный компьютер, привод, ARM, реализация управления, система, снижение затрат, структурная схема, схема подключения.


Похожие статьи

Автоматизированная система управления... | Молодой ученый

Постановка задачи. Разработать и реализовать автоматизированную систему управления

Каждое звено имеет свой следящий привод постоянного тока с постоянным магнитом.

Использованию в учебном процессе. Рис. 4. Схема соединения компьютера с контроллером.

Применение автоматических выключателей в системах...

Для реализации дистанционного управления, выключатели должны быть оборудованы моторным приводом

– определения и планирования затрат на электроэнергию, связанных

Рис. 2. Структурная схема устройства автоматического управления перекачечной насосной...

Обзор функциональных возможностей и перспектив развития...

Использование одноплатных компьютеров значительно сокращает затраты и время на создание

- управление системой отопления, вентиляции и кондиционирования

Важным направлением сегодня является именно снижение стоимости этих устройств, так как их...

Автоматизация процессов предприятия | Статья в журнале...

На втором этапе заказчик с разработчиком выбирают максимально эффективный вариант реализации системы автоматизации.

Требует внушительных затрат на разработку и поддержку. 2. Использование стороннего разработчика.

Лабораторный стенд на базе ПЛК ОВЕН 110 | Статья в журнале...

Структурная схема стенда приведена на рисунке 3. Данный лабораторный стенд связывается с модулем

Похожие статьи. Использование СПК207 для управления привода ОВЕН ПЧВ3 по...

Рисунок 2 – Схема архитектуры системы. Стенд для функциональных испытаний насоса.

Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей...

Наличие 8 дополнительных I/O портов для реализации цифровой матричной клавиатуры 4 на 3.

Микроконтроллеры интеллектуальных систем управления.

Лабораторный стенд для отладки периферийных схем...

Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии...

Разработка узлов микропроцессорной системы | Статья в журнале...

Рис. 1. Структурная схема МП системы управления.

Подключение этих устройств к магистралям ЭВМ целесообразно выполнить с помощью большой интегральной схемы параллельного интерфейса КР580ВВ55.

Об одном подходе к разработке электронных блоков авиационной...

Анализ технологического цикла разработки электронной аппаратуры, в том числе электронных блоков современных авиационных систем автоматического управления (САУ) показал, что сокращение затрат средств и времени на

Рис. 1. Структурная схема 2-канального блока САУ.

Похожие статьи

Автоматизированная система управления... | Молодой ученый

Постановка задачи. Разработать и реализовать автоматизированную систему управления

Каждое звено имеет свой следящий привод постоянного тока с постоянным магнитом.

Использованию в учебном процессе. Рис. 4. Схема соединения компьютера с контроллером.

Применение автоматических выключателей в системах...

Для реализации дистанционного управления, выключатели должны быть оборудованы моторным приводом

– определения и планирования затрат на электроэнергию, связанных

Рис. 2. Структурная схема устройства автоматического управления перекачечной насосной...

Обзор функциональных возможностей и перспектив развития...

Использование одноплатных компьютеров значительно сокращает затраты и время на создание

- управление системой отопления, вентиляции и кондиционирования

Важным направлением сегодня является именно снижение стоимости этих устройств, так как их...

Автоматизация процессов предприятия | Статья в журнале...

На втором этапе заказчик с разработчиком выбирают максимально эффективный вариант реализации системы автоматизации.

Требует внушительных затрат на разработку и поддержку. 2. Использование стороннего разработчика.

Лабораторный стенд на базе ПЛК ОВЕН 110 | Статья в журнале...

Структурная схема стенда приведена на рисунке 3. Данный лабораторный стенд связывается с модулем

Похожие статьи. Использование СПК207 для управления привода ОВЕН ПЧВ3 по...

Рисунок 2 – Схема архитектуры системы. Стенд для функциональных испытаний насоса.

Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей...

Наличие 8 дополнительных I/O портов для реализации цифровой матричной клавиатуры 4 на 3.

Микроконтроллеры интеллектуальных систем управления.

Лабораторный стенд для отладки периферийных схем...

Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии...

Разработка узлов микропроцессорной системы | Статья в журнале...

Рис. 1. Структурная схема МП системы управления.

Подключение этих устройств к магистралям ЭВМ целесообразно выполнить с помощью большой интегральной схемы параллельного интерфейса КР580ВВ55.

Об одном подходе к разработке электронных блоков авиационной...

Анализ технологического цикла разработки электронной аппаратуры, в том числе электронных блоков современных авиационных систем автоматического управления (САУ) показал, что сокращение затрат средств и времени на

Рис. 1. Структурная схема 2-канального блока САУ.

Задать вопрос