基于CAN總線的制造業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀器系統(tǒng)
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CAN總線是一種先進(jìn)的串行總線通信技術(shù)，具有多主、高可靠性及實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)。通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)能將各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采集的信號實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)測控制中心，由監(jiān)測控制中心實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。
1系統(tǒng)的組成及功能
系統(tǒng)采用多功能轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺為研究試驗(yàn)對象，整個(gè)系統(tǒng)由現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)及上位機(jī)分析與診斷系統(tǒng)(管理信息系統(tǒng))三大部分組成。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，對設(shè)備的主要工藝參數(shù)(如振動、溫度、電流、電壓等信號)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)采集，將采集獲得的數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳送給上位分析與診斷系統(tǒng)，由上位機(jī)分析與診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)工藝參數(shù)的分析與處理。
每個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，可同時(shí)完成不同設(shè)備、不同信號的在線實(shí)時(shí)采集，并通過CAN總線通信卡與上位機(jī)相聯(lián)完成數(shù)據(jù)的傳輸。上位機(jī)主要完成數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)測、信息管理和存儲及遠(yuǎn)程診斷。另外，上位機(jī)都配有網(wǎng)卡，通過集線器(Hub)組成局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)共享，便于對設(shè)備實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測及協(xié)同管理。系統(tǒng)框架圖如圖1所示。
圖1系統(tǒng)框架圖
2．1 CAN總線的特點(diǎn)
CAN總線是一種架構(gòu)開放、廣播式的新一代網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，稱為控制器局域網(wǎng)現(xiàn)場總線，它具有以下特點(diǎn)：
(1)CAN總線插卡可以任意插在PC、AT、XT兼容機(jī)上，能夠方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。
(2)CAN總線可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信靈活。
(3)CAN采用點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等集中方式傳送和接收數(shù)據(jù)。
(4)CAN的直接通信距蒜最遠(yuǎn)可達(dá)10kn/(5Kbit／s)，通信速率最高可達(dá)1Mbit/s(／40m)，理論節(jié)點(diǎn)數(shù)值為2000個(gè)，實(shí)際可達(dá)110個(gè)，傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光纖。
(5)CAN采用非破壞性總線優(yōu)先仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)發(fā)送信息，按節(jié)點(diǎn)類型分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。
總之，作為工業(yè)現(xiàn)場控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，CAN總線在可靠性和實(shí)時(shí)性方面有很多的獨(dú)到特點(diǎn)，接口簡單，安裝方便，系統(tǒng)成本低，抗干擾能力強(qiáng)，適合于系統(tǒng)分布比較分散且環(huán)境比較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。
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