导言
电机在各个领域中的运用现已适当广泛，而且正向网络化、智能化的方向开展。在杂乱操控体系中，往往需求多台电机一起进行作业，如油田电机、矿山渠道、工业切开、电梯操控、农业加工等。而电机往往装置涣散且作业于杂乱的作业环境中，因而，长途操控不光有利于进步作业效率，改善作业环境，而且还能够大大进步安全系数。在许多调速进程中，因为进程的杂乱性(如电机数量很多、传动要求高、时序杂乱、地域散布涣散等)使得操控设备变得巨大，对由很多电机组成的电机群传动调速体系进行网络一体化办理及操控显得尤为重要。
传统的电机操控一般选用操控器与电机驱动器1对1的操控形式，存在抗干扰能力差、牢靠性低、操控线路杂乱、可维护性差等缺陷。近年来多电机群控技能和办法的研讨多种多样，多电机群控体系改善侧重点。一般为优化操控办法和根据现场总线或长途网络操控等。结合油田的出产实践，张咏军规划出了一套抽油机电机群控体系，选用散布式结构，经过无线传输完成电机长途群控体系，用于检测、维护和操控电机，以进步电机体系的牢靠性和作业效率。我国计量科学研讨院在2006年针对电机群控体系提出了一种根据3层网络的操控办法，从上到下别离为信息层、操控层和设备层。应慧娟等在此基础上研讨了根据三层网络的制粉厂出产线电机群控体系，完成了设备网上多台电机的长途监控。
现在，多电机群控技能依然存在许多的问题和缺乏，比方，通讯的牢靠性与准确性低、短少电机作业环境参数的收集等。本文研讨的根据GPRS及CAN总线的电机群操控体系，是将微操控器技能、CAN总线技能运用于电机群的通讯操控中，一起结合GPRS长途收发设备和计算机技能构成长途电机群的操控体系，以此来完成现场和长途监控。CAN总线具有很高的安全性，当某个节点严重错误时，能够主动脱离总线，能够有效地进步通讯的牢靠性与准确性;GPRS收发设备能够使恣意具有发送短信功用的手机和其他GPRS收发设备随时随地对电机群的运转状况进行监测和长途操控，具有很高的灵敏性和快捷性，在确保了长途通讯功用的一起进步了牢靠性和安稳性。
1 整体方案规划
参照我国计量科学研讨院提出的三层网络操控办法，本体系的信息层选用GPRS无线通讯，操控层运用CAN总线通讯，设备层运用RS485通讯。考虑到牢靠性以及可拓展性，本体系选用一点对多点的通讯方法，以主操控节点作为主监控，守时巡检多个从操控节点，接纳从操控节点发送的电机信息数据，并进行存储。经过这些数据信息，作业人员能够及时进行判别并作相应的处理，经过主操控节点发送操控指令给从操控节点，由从操控节点完成对电机的直接操控。体系结构设置为散布式操控，即一个主操控节点，多个从操控节点。当任何一个从操控节点产生毛病时，其他从操控节点不受影响，主操控节点与从操控节点之间进行实时的双向数据传输。
该体系选用模块化规划，首要由三部分组成，别离为主操控部分(包含嵌入式触控PC和主节点)、电机部分(包含多个从节点)和长途GPRS终端(长途节点)。该体系整体作用暗示如图1所示。
2 主操控部分
主操控部分包含嵌入式触控PC和主节点两部分。嵌入式触控PC为工业现场的操控终端，用来实时显现和操控电机的运转状况。主节点作为嵌入式触控PC、从节点和长途GPRS终端的衔接点，接纳嵌入式触控PC和长途GPRS终端发来的电机状况查询、操控指令，下发至从节点，然后将从节点发来的电机状况信息回来至嵌入式触控PC和长途GPRS终端。
2.1 嵌入式触控PC
嵌入式触控PC型号为蓝海微芯LJD—eWin7000，这是一款根据WinCE操作体系下的操控渠道，它具有32位ARM920T高速处理器内核，首要用于体系渠道上的人机界面。运用VS2 005中C#言语作为开发工具，包含监控界面(是这个电机群控体系的操控终端)，能够实时显现电机转速及温湿度、记载报警状况、设置电机转速以及报警参数。
2.2 主节点
主节点原理框图如图2所示。一个主节点能够衔接多个从节点，能够对每个从节点所衔接的电机进行参数设定、启停操控操作，与此一起可完成单台和多台电机的运转状况监测、数据保存、查询等功用，便于保存信息和主动化办理。主节点的通讯模块经过RS232通讯接口衔接GPRS无线通讯模块，以及嵌入式触控PC来完成信息传输。GPRS无线通讯模块用来完成长途数据发送，接纳其他GPRS模块或许具有短信发送功用手机等指令恳求终端发送的查询、操控信息，GPRS无线通讯模块将接纳到的信息发送给主节点，主节点进行判别和解析并作相应回复，终究经过GPRS无线模块将数据信息回来至发送指令恳求的设备终端。
嵌入式触控PC作为操作员现场操作的人机交互界面，实时显现各个电机的运转状况，包含转速、转向、报警参数等信息。交互界面上包含参数设置以及操控按钮，能够便利操作人员现场对电机状况监测的一起有效地进行启停与转速操控。
2.2.1 主节点硬件规划
主节点电路的核心部件为STM32F103VET微操控器，便于数字化、智能化、网络化等现场总线衔接监控，其抗干扰能力强、精度高、作业功用安稳牢靠。在原有的电机操控环节中添加STM32微操控器，一起添加了对外通讯的CAN总线接口，用来完成数据的安稳传送，上传电机运转状况信息的一起接纳嵌入式触控PC的操控指令。CAN总线操控器选用CTM8 251T，这是一款带阻隔的通用CAN收发器芯片，CANG引脚为阻隔电源输出地。因而电路中不再需求光耦、DC/DC阻隔器等阻隔器材。
2.2.2 主节点软件规划
主节点经过3个对外接口来接纳从节点上传的电机信息和嵌入式触控PC宣布的操控信息，一起向嵌入式触控PC发送状况信息和从操控器发送问询、操控等信息，图3为主节点程序流程图。
GPRS中止函数用来发送和接纳GPRS长途指令及状况信息;上位机中止函数用来接纳嵌入式触控PC宣布的操控指令;CAN中止函数用来接纳从板上传的电机状况信息以及操控指令后的呼应;TIM2计时中止函数用来会集处理GPRS、嵌入式触控PC宣布的指令，包含解析与下发对应的操控指令到意图从节点。
2.2.3 主节点运用层数据格式界说
经过对体系功用分析发现，体系通讯需求传递的变量首要有从节点地址、电机状况、电机转速、温度值以及湿度值。根据功用可将数据类型分为问询指令、电机设置指令、体系参数设置指令、急停指令、应对信息以及报警信息。以嵌入式触控PC与主操控板之间RS 232通讯为例，其通讯数据格式如表1所列，首要包含开始、完毕、变量数值以及CRC校验。主节点与GPRS长途收发模块之间的RS 232通讯、GPRS长途收发模块之间的短信通讯以及主节点与从节点之间的CAN总线通讯，其数据类型与通讯协议根本相同，在此不再赘述。
3 电机部分
电机部分包含多个从节点，接下来别离从硬件和软件两个方面来阐明从节点的规划。
3.1 从节点硬件规划
与主节点相似，从节点的微操控器相同选用STM32F103VET6，从节点原理图如图4所示。温湿度传感器对作业现场进行温度和湿度状况进行信息收集，其串行数据通讯接口直接衔接微操控器的I/O引脚。从节点经过RS485总线守时向变频器发送电机状况问询指令，收到变频器回复后将电机的运转状况(转向和转速)存储至Flash芯片。假如收到CAN总线上来自主节点的问询恳求，则回来电机状况信息。假如收到的是主节点发送的操控指令，则将设定的转速和转向下发至变频器，一起应对主节点的操控指令。
3.2 从节点软件规划
从节点经过与变频器的通讯来完成对电机转速、转向的操控，经过CAN总线接纳主板下发的操控指令而且回来状况信息(包含电机转向、转速、温度、湿度、报警状况)，图5为从节点程序流程图。
4 体系调试
经过对两个三相异步电机Y80L-2测验发现，本方案能够经过现场嵌入式触控PC终端的软件界面、衔接GPRS通讯模块的上位机和恣意能够发送短信的手机这3种途径来完成对多电机信息(包含电机转向、转速、现场温度、湿度)的收集，以及电机转向、转速、报警温度、报警湿度的现场及长途的监测和操控。图6为嵌入式触控PC操控终端显现界面，图7为长途GPRS设备终端上位机界面。
结语
本文根据GPRS及CAN总线技能规划的长途电机群操控体系，结合实践出产状况选用散布式结构和无线数据传输，完成了低成本、高效率的操控体系。无论是在电机作业的工业现场，仍是作业人员的办公室或许是任何其他地方，作业人员都能够实时取得电机运转状况的参数而且对其进行操控。这极大地进步了操作的快捷性、降低了操控的杂乱性。
为了得到更好的操控作用，还能够参加先进的操控算法。此体系敞开灵敏，易于扩展和改造，能够将其广泛地运用到实践工业场合，处理许多工业现场的相关问题，具有很高的运用价值。
