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CAN BUS现场总线及其特点

菜鸟
2007-10-15 21:32:29    评分
1.1控制器局域网(Controller area network简称CAN)是德国Bosch公司于1983年为汽车应用而开发的,一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络,属于现场总线(FieldBus)的范畴。1993年11月,ISO正式颁布了控制器局域网CAN国际标准(ISO11898),为控制器局域网标准化、规范化推广铺平了道路。CAN总线的通讯介质可采用双绞线,同轴电缆和光导纤维。通讯距离与波持率有关,最大通讯距离可达10km,最大通讯波持率可达1Mdps。CAN总线仲裁采用11位标识和非破坏性位仲裁总线结构机制,可以确定数据块的优先级,保证在网络节点冲突时最高优先级节点不需要冲突等待。CAN总线采用了多主竞争式总线结构,具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次,因此可在各节点之间实现自由通信。CAN总线协议已被国际标准化组织认证,技术比较成熟,控制的芯片已经商品化,性价比高,特别适用于分布式测控系统之间的数据通讯。
1.2 通讯控制器的结构及原理
通讯控制器是系统信息交换的桥梁。一方面,通讯控制器不断地收集CAN总线上各DDC的信息和现场设备的运行状况,同时将这些信息送到服务器的实时数据库中。服务器上的组态软件可以根据这些数据的变化,以动态图形、趋势曲线、历史曲线、报警和数据报表等形式显示出来。另一方面,通过通讯控制器,用户可以在服务器、任意一台工作站或远程计算机上对网络节点上的任意DDC进行控制。图2为通讯控制器的硬件结构图。网络通讯控制器主要由微控制器W78E58、电源电路、RS232通讯接口电路、CAN通讯接口电路、存储器扩展电路及看门狗复位电路等组成。微控制器W78E85和51系列单片机完全兼容,此外还增加了32K程序存储器。CAN控制器采用SJA1000,驱动电路采用了P82C250,SJA1000完全支持CAN2.0A和CAN2.0B通讯协议,“看门狗”复位电路由MAX706等组成。

1.3 现场控制器DDC的结构及原理

  现场被控设备的控制、监测都是通过现场控制器DDC来完成的。该控制器的主要技术参数有:32点10bit分辨率模拟量输入口、24点开关量输入端口、8路8位模拟量输出端口、16路开关量输出端口、大屏幕液晶显示器接口、键盘接口、网络通讯接口。控制器以高性能单片机为CPU同时采用了大规模可编程逻辑电路。该CPU具有51系列单片机的内核,此外还增加了一个CAN通讯接口、一个I2C总线接口、8路10位A/D转换接口电路和256字节的外部RAM。大规模可编程逻辑电路具有1Mb的主FLASH(128K×8),256Kb的BOOTFLASH(32K×8),16Kb的SRAM(2K×8)以及多路可编程的I/O接口和可编程的逻辑接口。此外还具有在系统内编程(ISP, In-System Programming)和在应用中编程(IAP, In-Application Programming)的能力可以在线实现程序升级和维护。由于系统采用了高性能CPU和大规模可编程逻辑电路整个系统具有集成度高、功能强、体积小、抗干扰能力强等特点。图3为现场控制器DDC的结构原理图。

1.4 便携式网络操作显示器的结构及原理

  便携式网络操作显示器作为网络的一个节点连接在CAN总线上,可以显示出网络上所有节点控制器的内部信息,并可以对节点控制器的配置参数进行调整。该操作显示器可以随身携带,用于现场管理网络上的各个控制器,也可以直接安装在各类控制器的面板上,作为显示操作面板。还可以对系统内各设备进行现场调试及查询各控制器的工作状态。图4是网络操作显示器的结构原理图。网络操作显示器主要由微控制器W78E58、CAN控制器及驱动电路、RS232/485通讯接口电路、键盘和图形液晶显示接口电路以及存储器扩展电路等组成。网络操作显示器作为网络上的一个节点,可以和网络上的其它任一节点进行通讯。
2现场控制器及通讯控制器软件设计
场控制器和网络通信控制器软件均采用C51语言编写。网络通讯控制器采用基于地址、命令、参数和多主竞争的总线仲裁方式的通讯协议。各节点的数据能自由实现数据上传,数据下传,对等通信,数据广播,数据索取等多种数据传输形式。现场控制的软件使用了基于事件驱动的软件设计方法,主要有液晶显示模块、输入输出模块、中断服务程序模块、控制算法模块等组成。控制算法模块中包括PID控制算法、自适应PID控制算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等多种算法模块.



关键词: 现场     总线     及其     特点     控制器     控制     通讯     网络         

菜鸟
2008-04-11 10:25:48    评分
2楼



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菜鸟
2017-08-17 15:47:12    评分
3楼

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