在工业控制系统中,电动执行器是电动单元组合仪表中一个很重要的执行单元。它由控制电路和执行机构两个在电路上完全独立的部分组成,可接收来自调节器的电控信号,将其线性地转换成机械转角或直线位移,用来操纵风门、挡板、阀门等调节机构,以实现自动控制。近年来,随着微电子技术和控制技术的迅速发展,电动执行器也获得了快速发展,特别是国外一些生产厂商在这几年中相继推出了常规的、带现场总线通信协议的智能电动执行器,而CAN智能电动执行器就是最有发展潜力的一种。
本文介绍的CAN智能电动执行器采用无刷直流电机控制,控制精度高,实现了数字化的阀位检测,可提高阀位测量的精度和可靠性,能取代现行普遍采用的电位器和差动变压器模拟测量方法。
控制电路的硬件设计
CAN智能电动执行器的原理结构如图1所示。

图1 CAN智能电动执行器的原理结构图
整个电路主要由五个部分组成:单片机P89C58为主的主机部分,由SJA1000、82C250、光电隔离电路等组成的CAN总线控制及接口部分,由无刷直流电机专用控制芯片MC33035组成的电机控制部分,阀门位置检测部分和LCD液晶显示部分。
1 CAN总线及接口部分
CAN总线控制及接口如图2所示,主要包括独立CAN通信控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250和高速光电耦合器6N137。
单片机P89C58首先对SJA1000进行初始化,控制SJA1000实现数据的通信任务。SJA1000的AD0~AD7连接到89C52的P0口,CS连接到89C52的P2.0口,其余的引脚分别对应相连。

图2 CAN总线及接口部分
为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJA1000的TX0和RX0并不是直接与82C250的TXD和RXD相连,而是经高速光耦6N137后再与82C250相连,这样就很好地实现了总线上各CAN节点间的电气隔离。82C250与CAN总线的接口也采用了一定的安全和抗干扰措施,它的CANH和CANL引脚与CAN总线之间各串联一个5Ω的电阻,这样可起到一定的限流作用,保护82C250免受过流的冲击;还可以在CANH和CANL引脚上并联小电容,起到滤除



