基于CAN總線的分布式測量系統(tǒng)研究.pdf

1、現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)高度綜合與集成的產(chǎn)物，是一種開放式和分布式的新模式?，F(xiàn)場總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。 CAN(控制器局域網(wǎng))屬于現(xiàn)場總線的范疇，是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。它特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連，已被公認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。 本文采用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種分布式測量

2、控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用了計(jì)算機(jī)、控制、通信、網(wǎng)絡(luò)和電路設(shè)計(jì)等多領(lǐng)域的技術(shù)，使系統(tǒng)具有較完備的監(jiān)測功能和控制功能，穩(wěn)定的性能、友好的界面。研究內(nèi)容包括節(jié)點(diǎn)硬件、接口卡硬件研制；節(jié)點(diǎn)軟件、接口卡軟件研制；上位機(jī)監(jiān)測和控制軟件的研制。 節(jié)點(diǎn)和接口卡硬件的主體部分采用了PIC16F877單片機(jī)和MCP2510CAN控制器。每個(gè)節(jié)點(diǎn)4路AD輸入和8路開關(guān)量輸出。在一條總線上最大可掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過接口卡與上位機(jī)進(jìn)行通信。上位機(jī)軟件使用面

3、向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，把節(jié)點(diǎn)映射為節(jié)點(diǎn)類的一個(gè)實(shí)例，對節(jié)點(diǎn)的檢測和控制也映射為對節(jié)點(diǎn)類方法的調(diào)用，所有數(shù)據(jù)和設(shè)置由數(shù)據(jù)庫支撐。通過事件觸發(fā)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)CAN總線上節(jié)點(diǎn)在線加入與移除的動(dòng)態(tài)檢測。上位機(jī)軟件能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測CAN總線掛接的節(jié)點(diǎn)傳感器，并能查看和打印任意傳感器的歷史曲線。通過調(diào)用節(jié)點(diǎn)類的遠(yuǎn)程控制方法，可以經(jīng)由CAN總線對各節(jié)點(diǎn)的8路開關(guān)量進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。各節(jié)點(diǎn)傳感器的偏移修正在上位機(jī)上進(jìn)行，克服了在節(jié)點(diǎn)上寫入偏移數(shù)據(jù)不方便，效率較低的缺點(diǎn)。

4、該系統(tǒng)作為一種通用的測量系統(tǒng)，可以搭配不同的傳感器應(yīng)用于多種場合。 本文主要從以下幾個(gè)方面闡述： 第一章介紹分布式系統(tǒng)、現(xiàn)場總線的概念和特點(diǎn)，并介紹了傳統(tǒng)的RS232和RS485串行通信標(biāo)準(zhǔn)。 第二章介紹CAN技術(shù)的分層結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)及通信原理。根據(jù)其特點(diǎn)提出分布式測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 第三章和第四章介紹基于CAN現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng)接口卡和節(jié)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)和芯片選用。以及子節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)、PC-CAN接口卡軟