跟着国民经济的飞速发展，沟通电动机在工业生产中扮演了极为重要的人物，作为各行业中的首要拖动电机，运用更为广泛。众所周知，沟通电动机在全压起动时，起动电流抵达额外电流的5～7倍，会对电网形成冲击；起动转矩约为额外转矩的2倍，加重机械结构磨损。为了处理沟通电动机的起动问题，一般需求运用软起动器进行软起动。
当时软起动器的监控一般由各自独立的监控单元进行，无法对整个体系完结全面的操控和监测。因而，树立一套数据通讯体系将各软起动监控节点连接起来，组成完好的监控网络就显得十分必要。
相关于RS-485等通讯规范，CAN（Controller Area Network）总线以其具有的许多长处而在许多范畴得到了运用。CAN总线是德国Bosch公司于上世纪80年代初推出的一种多主局域网，CAN通讯网络是一种全涣散、全数字化的智能双向、多变量、多点、多站的分布式通讯体系，具有牢靠性高、安稳性好、抗干扰才能强、通讯速度块、本钱低一级许多长处。CAN总线是一种十分合适工业现场恶劣环境的通讯办法。本文介绍了一种根据CAN总线的沟通电机软起动通讯体系。
CAN通讯体系结构
沟通电机软起动通讯体系由一台工控机作为监控主机，工控机经过CAN总线接口接入CAN总线，各节点是由单片机操控的具有CAN总线数据收发功用的沟通电机软起动器。体系结构如图1所示。
图1 通讯体系结构框图
通讯体系各部分供给了不同的功用。其间，工控机操控沟通电机软起动器的作业状况，例如软起动、软泊车等，显现软起动的各项参数如起动电压、起动电流等。软起动器依照工控机的指令操控沟通电机软起动，并收集电机起动电流、电压等参数，经过CAN总线发往工控机。
CAN通讯协议
本通讯体系中，传输的数据长度不是固定的。工控机向软起动器下达的操控指令只要几个字节，而软起动器向工控机上传的软起动实时数据一般有几十个字节。因而CAN通讯协议需求有大数据量传输才能，又要快速高效。因为CAN通讯选用短帧结构，每帧有用数据长度最多为8个字节，在传输数据量较大时，就要将数据拆分为多个帧进行传输。假如将一切信息和数据都放在8个字节的数据场中，将会使传输帧中有用数据少，通讯信息多，下降CAN总线通讯功率。所以，本文选用了运用报文标识符中的裁定场包含通讯操控信息，数据场包含实践数据的办法，以提高通信功率。
本体系中，CAN通讯选用CAN2.0B规范中带29位报文标识符的扩展帧。报文标识符中包含紧迫符号、意图地址、源地址、帧类型、帧号，其格局如表1所示。
其间紧迫符号仅有1位，用来符号当时帧的优先级，关于一般信息，该方位1，关于紧迫信息（如三相电压不平衡、过流、软起动器组件毛病等报警信号）该方位0，然后使其具有高优先级，赶快传送到意图地。
意图地址共7位，指示该帧所要抵达的意图地，可所以某一具体地址，也可所以播送地址（首要用于工控机以播送办法向各软起动器传送数据，如对时数据等）。
源地址共7位，指示该帧的来历地址。
帧类型有4位，说明晰该帧的类型，如工控机操控指令、软起动实时数据等。
帧号共8位，用来在多帧传输中符号该帧的序号。
每个CAN通讯节点都有一个仅有的地址号，地址号运用7位二进制数表明。其间，优先级最高的地址分配给工控机，优先级最低的地址作为播送办法的意图地址，其它地址顺次分配给各软起动器。
CAN节点选用双滤波办法获取本节点所需信息，两个滤波器均选用7位有用数据，别离对应节点地址和播送办法下的地址。这样，就仅有发往该节点的帧和播送帧可以进入运用层进行处理，其它无关通讯内容都被过滤掉，进步了体系运转功率。
工控机对软起动器的操控指令由对应的操控指令代码表明。首要的操控指令有：软起动开端/中止，软泊车开端/中止，起动办法（阶跃式、脉抵触跳式、恒流式）设置，起动时刻设置等。有些操控指令带有相关参数，如起动时刻指令中时刻长度。操控指令代码和指令参数存放在数据场中。
软起动器CAN通讯硬件规划
软起动器的CAN通讯由P89V51RD2单片机、CAN操控器SJA1000、CAN总线收发器PCA82C250和光耦6N137组成，电路原理如图2所示。
图2 软起动器CAN通讯电路原理图
SJA1000是一款独立的CAN操控器，具有BasicCAN和PeliCAN两种作业办法，PeliCAN作业办法支撑具有许多新特性的CAN 2.0B协议。PCA82C250为总线收发器，首要功用是增大通讯间隔，进步体系的瞬间抗干扰才能，维护总线，完结热维护等。为了增强CAN总线节点的抗干扰才能，SJA1000经过高速光耦6N137与PCA82C250相连，这样就很好地完结了总线上各CAN节点间的电气阻隔。光耦两边电源彻底电气阻隔，阻隔电源由小功率电源阻隔模块B0505供给。
软起动器CAN通讯程序规划
软起动器上电后，首要进行自检，自检完结后向工控机发送自检成果；若自检成功，工控机向软起动器发送软起动初始化参数和“答应起动”指令，电机开端软起动；软起动过程中，软起动器每隔100ms发送一次软起动数据，包含三相电压、三相电流、电机转速等信息；电机运转结束，工控机发送“软泊车开端”指令，软起动器开端操控电机软泊车；当软起动器呈现毛病时，工控时机收到毛病报警信号，一起显现毛病原因。
软起动器CAN通讯程序首要包含三个部分：CAN节点的初始化，报文的发送和报文的接纳。其间CAN节点初始化部分是要害，正确的初始化确保了报文发送和接纳的正常作业。CAN初始化程序流程如图3所示。
图3 CAN初始化程序流程图
报文发送时，只需将待发送的数据依照通讯协议规则组组成一帧报文，送入发送缓冲区，然后发动发送即可。其程序流程图如图4所示。
图4 CAN报文发送程序流程图
报文的接纳过程中，首要要对比如总线脱离、过错报警等状况进行判别处理，然后读取缓冲区内数据，最终开释缓冲区和相关寄存器，完结接纳并转入对数据的处理程序。其程序流程图如图5所示。
图5 CAN报文接纳程序流程图
6 结束语
本文规划的是一个牢靠、高效的沟通电机软起动通讯体系，运用CAN总线技能，完结了电机软起动长途操控和监测功用。该体系已成功运用于某水泵站电机软起动体系中，实践证明，该体系抗干扰才能强，实时性能好，运转安稳，抵达了规划要求。
