【PCAN医疗应用系列】PART1 基于虹科双通道PCAN-miniPCIe接口卡的血管造影机C臂多轴运动控制系统

虹科将持续推出PCAN在医疗设备行业应用的系列解决方案，囊括生命科学仪器、CT医疗设备、集中控制系统等多个方面，精彩不容错过！

基于虹科双通道PCAN-miniPCIe接口卡的血管造影机C臂多轴运动控制系统

血管造影机是专门用于心脑血管疾病诊断和治疗的先进医疗设备，技术水平高，价格昂贵。为了同时实现血管造影机运动控制系统的开放式通信和分布控制，一般都是采用CAN总线来设计血管造影机C臂多轴运动控制系统，以解决以前老C臂线路繁多，实时性差等问题。

基于虹科双通道PCAN接口卡的血管造影机C臂多轴运动控制系统的总结结构框图如下所示。可以看到，该控制系统由上位机和下位机两部分组成，上位机通过双通道的PCAN-miniPCIe接口卡与下位机进行通信，下位机由多个节点组成，其中包括C臂伺服电机，L轴伺服电机，Junction伺服电机，I.I.伺服电机等。工控机实现数据处理，起停电机，碰撞检测等功能，完成总体监视与控制。伺服电机接收工控机的控制信号进行运动，并将自身的位置信息反馈给工控机，再由工控机对数据进行处理，作为控制的参考数据。

软件层面，采用CANopen作为应用层协议，通过NMT报文进行所有节点的通讯状态机控制，通过SDO通讯方式进行伺服电机的参数配置和运动模式切换，通过PDO通讯方式实时地进行主控（工控机）与各伺服电机之间的运动指令下达和位置信息反馈，再通过SYNC报文进行各伺服电机之间的执行同步。

方案特色

1.CAN/CANopen的实时性和稳定性

该方案采用虹科PCAN_miniPCIe硬件作为CAN接口，虹科CANopen协议栈作为应用层协议，CAN/CANopen报文可以实现点对点，单点对多点，多点对单点等通信，CAN总线采用非破坏性逐位仲裁技术解决总线冲突问题，保证了优先级高的数据无延迟，且CAN报文为短帧结构，有硬件CRC校验，受干扰的概率小，传输可靠性极高。而实时性和稳定性正好是医疗设备行业所要求和关注的。

2.PCAN miniPCIe的双通道设计

该方案中，工控机不仅要对所有伺服轴进行实时控制，还需要对整体CAN网络进行在线监控。为了更好地保证实时控制不受影响，该方案将实时控制部分与在线监控部分通过不同的CAN通道实现，且仅需一块PCAN miniPCIe接口卡即可。其中实时控制部分采用接口卡的CAN通道1，作为CAN网络的CANopen主控节点，可收可发，而在线监控部分采用接口卡的CAN通道2，作为第三方的单听监控节点，在线监听CAN网络数据及状态，不会对CAN网络产生任何外来干扰，也不占用CAN总线带宽。

虹科PCAN接口卡的关键特性

· 支持CAN，CAN FD，J1939，CANopen等多种物理层和应用层协议；

· 支持USB，PCI，PCIe，MiniPCIe，M.2，PC/104，PCI/104，cPCI等多种接口类型；

· 支持Windows，Linux等操作系统；

· 单通道，双通道，四通道，六通道等多种版本；

· 提供上位机软件及二次开发包；

· 时间戳分辨率 1 µ s（部分型号）；

· 工作温度范围：-40 to 85°C

总结

通过虹科双通道PCAN接口卡搭建血管造影机C臂多轴运动控制系统，实现简单，功能全面，安全可靠，实时稳定，满足了医疗设备行业对实时性和稳定性的要求。如您也想更进一步了解PCAN接口卡，请联系虹科获取产品资料和试用机会。

关于虹科工业通讯：

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