电子产品世界

2．4带 CAN总线的执行器
MCU的 I/O口可以配置为输出，根据需要将相应的 I/O配置成输出后，接到光电耦合单元，其输出再经过三极管驱动继电器实现继电器的输出。执行器的控制为其控制电源经过继电器的触点后送到执行器上，控制其正反运转实现相应的调节，或控制电磁阀回路的通断等。在一些特殊场合，MCU的输出可经过光电耦合后再经三极管驱动MOSFET，实现 PWM的调节控制，或有关的执行器件的动作调节。

3. 带CAN总线接口的各种控制器
带 CAN总线的控制器 CAN接口与上述 MCU的相同，在控制器中，输入输出不是主要的，主要的是 MCU的运算能力，存储能力，控制能力，显示驱动等，所以考虑使用的 MCU为 PIC系列中较为高端的MCU，其硬件电路也大同小异，除与图 3使用 CAN接口电路相同外，另外为配合需要使用了一些带I 2C的扩展电路，如EEPROM，时钟电路等，如图5所示，其中SCL,SDA为 MCU中自带的 I 2C的接口，定义为时钟线和数据线，A0,A1,A2为相同器件同时使用时的选择信号，由 MCU控制，U3为时钟芯片DS1307,与为时钟源晶振，24C08为I 2C接口的EEPROM。如需要其他功能，可以在原来I 2C总线接口电路上再扩展。在此硬件基础上，通过 CAN接受总线上的信息，各控制器按其需要的功能编制相应的软件，并将相应的输出信号通过 CAN发送到对应的输出 CAN接口模块去。控制器按具体位置和功能分成发动机控制器、自动调压及无功调节控制器、配电保护控制器、同步并车控制器、电能管理控制器等。
4．冗余控制技术

除主要的电能管理控制器 PMU外，设计的其他几个控制器的硬件电路接近，实现的功能不同，但是可以通过软件实现相互间的控制冗余，所以在实际设计中，每个控制器内设计
成两套控制程序，正常情况下，一套本身主要的程序在工作，另一套作为其它控制器的备用在读取 CAN总线上的数据，但是备用的程序不作输出动作。当系统中某控制器故障出现时，CAN总线网络上无该控制器正常工作的心跳信号后，作为它备用的控制器将其备用的程序唤醒工作并输出，以替代故障的控制器，同时在工作的控制器上出现相应的显示。系统设计中各控制相互冗余备用的关系如表 1所示，其中电能管理控制器可以作为其他控制器的备用。

除控制器具备的冗余外，前述 CAN总线均采用双 CAN接口，实际线路也是对应的双 CAN网络，其中一个 CAN总线出现故障后，系统可以自动启用备用 CAN网络，从而实现 CAN总线的冗余控制。
5. 结论
船舶电站控制系统采用分布式结构 , 硬件设计标准化，软件设计模块化，使整个系统设计组合较为灵活，这种设计方法对于其他项目的研制也具有一定参考价值。系统实际运行效果良好，工作可靠，说明 CAN总线技术在船舶电站中的使用是成功的，并可推广使用。
本文创新点：昀初开发的 CAN协议被运用于汽车制造领域，现把 CAN技术移植到船舶电站的控制方面，实现了船舶电站的无人操纵、过程自动控制及远程监控，提高了船舶自动化程度，改善了系统性能。