摘要：隨著(zhù)社會(huì )科技的發(fā)展，工業(yè)機械領(lǐng)域發(fā)生了非常大的變化。隨著(zhù)計算機技術(shù)、電子通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的應用，工業(yè)機械的智能化水平急劇提升。在應用控制器技術(shù)后，工程機械領(lǐng)域的生產(chǎn)制造不再需要使用實(shí)線(xiàn)操作，通過(guò)全數字現場(chǎng)總線(xiàn)便能實(shí)現對現場(chǎng)的控制，顛覆了原有的現場(chǎng)控制模式，使得工程機械生產(chǎn)過(guò)程更加簡(jiǎn)單便捷，也能更加靈活地應對現場(chǎng)情況，基于此局域網(wǎng)控制器這一問(wèn)題應該受到重視。文章主要就局域網(wǎng)控制器的特點(diǎn)和優(yōu)勢進(jìn)行介紹，并分析目前局域網(wǎng)控制器在工程機械中的應用，供參考。

關(guān)鍵詞：局域網(wǎng)控制器；工程機械；應用

1局域網(wǎng)控制器的特點(diǎn)

局域網(wǎng)控制器在20世紀80年代開(kāi)始制定，經(jīng)過(guò)十多年的研究發(fā)展，制定了統一的標準，逐步形成了關(guān)于局域網(wǎng)控制器的國際標準，隨著(zhù)局域網(wǎng)控制器的標準化和局域網(wǎng)控制器的特點(diǎn)，局域網(wǎng)控制器在工程機械中被廣泛應用。

1.1結構簡(jiǎn)單

局域網(wǎng)控制器的結構非常簡(jiǎn)單，局域網(wǎng)與外部進(jìn)行連接時(shí)僅僅是通過(guò)兩根線(xiàn)，這樣的兩根線(xiàn)或使用雙絞線(xiàn)或使用光纖，在實(shí)際應用過(guò)程中，光纖的使用效果要優(yōu)于雙絞線(xiàn)，而局域網(wǎng)控制器的內部則集成了錯誤探測等多個(gè)模塊。

1.2支持四種類(lèi)型幀處理

在局域網(wǎng)控制器中，實(shí)現了對信息的分層處理，在局域網(wǎng)控制器中分為目標層、傳送層、物理層等四個(gè)功能層，通過(guò)物理層和信息傳輸層能實(shí)現對通信信息的成幀處理。在局域網(wǎng)控制器中，分為4個(gè)方面的幀，分別為數據幀、遠程幀、錯誤提示幀和超載幀。數據幀主要是用于對信息進(jìn)行控制；遠程幀主要承擔接收節點(diǎn)請求源節點(diǎn)發(fā)送信息的功能，起到命令的作用；錯誤提示幀錯誤指示幀。由錯誤標志和錯誤分界兩個(gè)域組成。接收節點(diǎn)發(fā)現總線(xiàn)上的報文有誤時(shí)，將自動(dòng)發(fā)出“活動(dòng)錯誤標志”其他節點(diǎn)檢測到活動(dòng)錯誤標志后發(fā)送“錯誤認可標志”。超載幀由超載標志和超載分隔符組成。超載幀只能在一個(gè)幀結束后開(kāi)始。當接收方接收下一幀之前，需要過(guò)多的時(shí)間處理當前的數據，或在幀間空隙域檢測到顯性電平時(shí)，則導致發(fā)送超載幀。

1.3節點(diǎn)個(gè)數理論上不受控制

局域網(wǎng)控制器最大的特點(diǎn)就是改變了以往的站地址編碼模式，實(shí)現了對數據塊的編碼，這樣的改變使得在理論上，網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)數量能不受控制，不僅如此，在局域網(wǎng)控制器中，采用的是11位或者29位二進(jìn)制對數據庫信息進(jìn)行編碼，能使不同的節點(diǎn)接收同樣的數據信息，符合控制系統的要求，同時(shí)采用8個(gè)字節進(jìn)行數據傳播，既滿(mǎn)足了大多數工業(yè)控制的需要，同時(shí)8個(gè)字節的傳輸速度也比較快，能實(shí)現實(shí)時(shí)傳輸信息，加之其能對錯誤信息進(jìn)行處理，在數據傳輸過(guò)程中比較可靠，局域網(wǎng)控制器的這些特點(diǎn)使得其在連接工業(yè)設備方面具有非常大的優(yōu)勢，在工業(yè)機械領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

1.4各個(gè)節點(diǎn)之間自由通信

局域網(wǎng)控制器蠶蛹多主競爭式總線(xiàn)結構，多主站、串行總線(xiàn)分散以及廣播式通信使得其網(wǎng)絡(luò )中的任意一個(gè)節點(diǎn)都能向其他節點(diǎn)發(fā)送信息，并且這樣的發(fā)送信息的方式是沒(méi)有分級的，使得這樣的總線(xiàn)結構使得信息能在局域網(wǎng)控制器的每一個(gè)節點(diǎn)中自由傳輸，做到節點(diǎn)之間能自由通信，不受層級控制。

2局域網(wǎng)控制器的優(yōu)勢

2.1節點(diǎn)之間實(shí)時(shí)通信

多主競爭總線(xiàn)結構、數據塊的編碼形式使得在局域網(wǎng)控制器中的各個(gè)節點(diǎn)之間能快速進(jìn)行信息的傳輸，使得節點(diǎn)之間的傳輸速度極大加快，實(shí)現了節點(diǎn)之間實(shí)時(shí)通信的能力，這相對其他主從式的結構系統的總線(xiàn)結構而言，在實(shí)時(shí)性方面取得了非常大的進(jìn)步。

2.2短距離信息速度快

在局域網(wǎng)控制器中，各個(gè)節點(diǎn)之間能自由通信，而在同時(shí)有多個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行信息傳輸時(shí)，則根據信息的優(yōu)先級進(jìn)行傳輸，優(yōu)先級高的節點(diǎn)信息先進(jìn)行傳輸，通過(guò)對信息優(yōu)先級進(jìn)行排序，并按照優(yōu)先級從高到底的順序進(jìn)行傳輸，能最大限度上提升信息傳輸的效率，同時(shí)避免信息擁堵產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)檢測，在使用局域網(wǎng)控制器的過(guò)程中，當傳輸距離控制在40m的范圍內時(shí)，節點(diǎn)信息傳輸速度在1Mbps以上，但進(jìn)行遠距離的傳輸時(shí)，速度則比較慢，因此局域網(wǎng)控制器傳輸適用于短距離信息量較大的傳輸，或者遠距離信息量較小的傳輸。

2.3抗干擾能力強

在局域網(wǎng)控制器的傳輸過(guò)程中，一個(gè)節點(diǎn)能向多個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行信息傳輸，進(jìn)而形成信息冗余結構，通過(guò)錯誤提示幀等進(jìn)行循環(huán)冗余檢查，提高信息的可靠性，增強信息抗干擾能力，相對其他總線(xiàn)結構而言，局域網(wǎng)控制器具有抗干擾能力強的特點(diǎn)，而信息可靠性在工程機械中時(shí)非常重要的。

2.4開(kāi)發(fā)周期短

在使用局域網(wǎng)控制器進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，局域網(wǎng)控制器使用的雙輸出端，其中CANH狀態(tài)為高電平或則磁懸浮狀態(tài)，而CANL則為低電平或者磁懸浮狀態(tài)，這樣的模式就確保了在局域網(wǎng)控制器中的某個(gè)環(huán)節出現錯誤時(shí)，不會(huì )出現多節點(diǎn)向總線(xiàn)同時(shí)傳輸信息導致總線(xiàn)短路，使得某些節點(diǎn)破壞的現象，不僅如此，當情況較為嚴重的時(shí)候，節點(diǎn)會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，防止其他節點(diǎn)受到影響，局域網(wǎng)控制器具有的完善的通信協(xié)議可由局域網(wǎng)控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現，從而大幅度降低系統開(kāi)發(fā)難度，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

2.5形成了國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)

局域網(wǎng)控制器具有其他總線(xiàn)所不具備的優(yōu)勢，在工程機械等領(lǐng)域器在工程機械中的應用也比較廣泛，因此在這樣的背景下，各國開(kāi)始協(xié)商并統一了局域網(wǎng)控制線(xiàn)的統一標準，推動(dòng)局域網(wǎng)控制器成為了具有國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)，在局域網(wǎng)控制器有了統一的標準后，局域網(wǎng)控制器在工程機械中的應用將會(huì )更加的便利，也有利于各國之間進(jìn)行技術(shù)交流，共同推動(dòng)局域網(wǎng)控制器的發(fā)展和研究，使其應用于更多領(lǐng)域，為推動(dòng)社會(huì )發(fā)展貢獻更多力量。

3局域網(wǎng)控制器在工程機械中的應用

局域網(wǎng)在運行方面具有諸多的有點(diǎn)，而且比較可靠，局域網(wǎng)控制器成了目前世界范圍內被應用最多的現場(chǎng)總線(xiàn)之一，在推動(dòng)工程機械，特別是汽車(chē)工業(yè)制造方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。目前世界范圍內在機械制造領(lǐng)域比較有名氣的大公司，例如勞斯萊斯、寶馬、奔馳等汽車(chē)生產(chǎn)商都采用了局域網(wǎng)控制器來(lái)對生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行控制，在運用局域網(wǎng)控制器進(jìn)行生產(chǎn)后，提升了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和品質(zhì)，為這些公司在市場(chǎng)上的競爭提升提供了很大的幫助[1]。以局域網(wǎng)控制器在汽車(chē)生產(chǎn)制造領(lǐng)域的應用為例，在汽車(chē)的生產(chǎn)和制造的過(guò)程中，局域網(wǎng)控制器被運用在以下四個(gè)方面。

3.1懸架控制系統設計

在傳統的懸架控制系統設置中，需要運用到非常多的線(xiàn)束才能做到對汽車(chē)進(jìn)行控制，使得汽車(chē)和整個(gè)系統能運行起來(lái)，然而大量的線(xiàn)束會(huì )讓控制現場(chǎng)變得雜亂無(wú)章，讓控制的難度加大，而采用局域網(wǎng)控制器對現場(chǎng)進(jìn)行控制，則可以省去這些線(xiàn)束，就能達到控制系統，使得系統能運行的目的，不僅如此，相比傳統的線(xiàn)束控制而言，使用局域網(wǎng)控制器還能簡(jiǎn)化控制現場(chǎng)，使得系統的排布更加合理和有序，從而優(yōu)化汽車(chē)運行過(guò)程中的減震效果，特別是在急剎車(chē)、轉彎等過(guò)程中，減震效果尤為明顯，這無(wú)疑提高了用戶(hù)的使用體驗感，提升了汽車(chē)的整體品質(zhì)[2]。

3.2車(chē)輛信息中心和儀表組總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設計

在傳統的汽車(chē)生產(chǎn)中，對于車(chē)燈、車(chē)門(mén)、安全帶等各個(gè)部分的檢查需要運用單獨的線(xiàn)束對這些部位進(jìn)行感應，而使用局域網(wǎng)控制器后，通過(guò)這一總線(xiàn)系統便能得到這些相關(guān)的信息，能節省傳感器和線(xiàn)束的數量，從而達到節省成本和節約空間的目的[3]。3.3信息娛樂(lè )網(wǎng)絡(luò )系統在傳統的信息娛樂(lè )體系中，難以運用網(wǎng)絡(luò )化的多媒體傳播圖片和視頻等信息，而隨著(zhù)局域網(wǎng)控制器的應用和完善，在局域網(wǎng)控制器傳輸效率達到標準后，能對圖片等多媒體信息進(jìn)行傳播，使得汽車(chē)信息娛樂(lè )網(wǎng)絡(luò )系統具備更多的功能。

3.4故障診斷網(wǎng)絡(luò )系統

目前不少汽車(chē)生產(chǎn)商的控制系統都是采用局域網(wǎng)控制器來(lái)進(jìn)行的，通過(guò)局域網(wǎng)控制器將汽車(chē)控制系統中的各個(gè)子系統連接起來(lái)，實(shí)現各汽車(chē)控制子系統之間能進(jìn)行信息和資源交流，達到簡(jiǎn)化布線(xiàn)、減少傳感器數量、避免控制功能重復、提高系統可靠性和維護性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調各個(gè)控制系統的目的[4]。

4總結

局域網(wǎng)控制器具有諸多的功能和優(yōu)良的特點(diǎn)，目前局域網(wǎng)控制器已經(jīng)在工業(yè)機械，特別是汽車(chē)制造領(lǐng)域廣泛應用，但受到技術(shù)限制，目前局域網(wǎng)控制器的許多功能還尚未實(shí)現，因此要加強局域網(wǎng)的研究和應用，將其運用于航海、機器人、醫療器械等更多的領(lǐng)域，以推動(dòng)社會(huì )全面地發(fā)展和進(jìn)步。

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