CAN的特點(diǎn)及應用

第20卷第5期甘肅科技20No.5004年5月Gansu Science and TechnologyMv.2004CAN的特點(diǎn)及應用楊瑞江,于秀麗(蘭州石化公司計量中心;蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅蘭州730060)摘要:CNN是一種主要用于各種過(guò)程檢測和控制的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。CAN總線(xiàn)采用雙線(xiàn)串行方式,具有很強的檢鐠和抗平擾能力,最高通訊速率可達Ⅳbps,最大通訊距離為5000CAN還具有優(yōu)先級搶占方式,本文主要介紹CN總線(xiàn)的技術(shù)持點(diǎn)、工作原理及應用。關(guān)鍵詞:CAN總線(xiàn);控制總局域網(wǎng);現場(chǎng)總線(xiàn);網(wǎng)絡(luò )中圖分類(lèi)號:TP336XN是控制局域網(wǎng)絡(luò )( Control Area Network)的7.采用短幀結構傳輸時(shí)間短,受干擾概率低,具縮寫(xiě),CAN規范現已被國際標準化組織采納,成為有極好的檢錯效果。IS898標準。8CAN的每幀信息都有CRC校驗及其它檢錯措施,保證了數據出錯率極低。cAN的性能特點(diǎn)9CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光CAN( Controller Area Network)及控制器局域網(wǎng)纖,選擇靈活絡(luò ),由于其高性能、高可靠性及獨特的設計,CAN越10.CAN節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下具有自動(dòng)關(guān)來(lái)越受到人們的重視。閉輸出功能,以使總線(xiàn)上其它節點(diǎn)的操作不受影響。CAN屬于總線(xiàn)式串行通信網(wǎng)絡(luò ),CAN總線(xiàn)的數據通訊具有突出的可常性、實(shí)時(shí)性和靈活性。它有2cAN總線(xiàn)的應用以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)目前支持CAN協(xié)議的有 Intel、 Motorola、NEC、1.CAN為多主方式工作,網(wǎng)絡(luò )上任一節點(diǎn)均可 Silion、 Honeywell等百余家國際著(zhù)名大公司。CAN在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò )上其它節點(diǎn)發(fā)送信息,而已被廣泛用于傳感器、自動(dòng)化儀表、數控機床、智能不分主從,通信方式靈活,且無(wú)需站地址等節點(diǎn)信樓宇、液壓傳動(dòng)等領(lǐng)域,本文僅對CAN總線(xiàn)在息,利用這一點(diǎn)可方便地構成多機備份系統HS2000系統中的應用作以簡(jiǎn)單介紹。2CAN網(wǎng)絡(luò )上的節點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級傳統DCS的現場(chǎng)控制級設備執行直接數字控可滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)要求,高優(yōu)先級的數據最多可在制(DDC功能),其主控制器(CPU)與I/O模板之間134s內得到傳輸。依靠并行總線(xiàn)相連,而IO模板上均無(wú)智能處理功3CAN采用非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù),當多個(gè)節能。這種結構最大的缺點(diǎn)是系統配置不靈活,在點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)出信息時(shí),優(yōu)先級較低的節點(diǎn)會(huì )主臺現場(chǎng)控制站中,檢測點(diǎn)數只能在一個(gè)較小的范圍動(dòng)退出發(fā)送,而優(yōu)先級最高的節點(diǎn)可不受影響地繼內改變。點(diǎn)數太少,系統很不經(jīng)濟;而當點(diǎn)數太多續傳輸數據,大大節省了總線(xiàn)沖突仲裁時(shí)間。時(shí),又會(huì )受到并行總線(xiàn)的緊耦合作用,各個(gè)模板之間4.CAN只需通過(guò)報文濾波,即可實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)、一的影響相當大,一旦某塊模板出現異常,往往連帶其點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接受數據。它模板也出現異常。為避免這種現象的發(fā)生,系統5CAN的直接通信距離最遠可達10km(速率要求對現場(chǎng)信號采取非常嚴格的隔離措施。這樣系5kbps以下),通信速率可達Mbps統的成木相當亭,只外#行總線(xiàn)使得系統實(shí)現冗余6CNN的節點(diǎn)數主要取決于總線(xiàn)驅動(dòng)電路,目和中國煤化工困難。因此,傳統的前可達110個(gè),報文標識符可達2032種(CAN2.DCCNMHG板的功能時(shí),往往采0A),而擴展標準(CAN20B)的報文標識符幾乎不受取由人工進(jìn)行干預或操作的半自動(dòng)方式。限制。HF2000系統在設計時(shí)充分(下轉第58頁(yè))甘肅科技第20卷設計思路合為體庫管理、提供更強大的輸入輸出接口1等。(2)在機械設計領(lǐng)域(3)虛擬現實(shí)化SolidWorks軟件廣泛用于汽車(chē)、重工業(yè)、模具、離2004年推出的 Solidworks2004,基于這個(gè)目標散制造、紡織機械等設計中。增加了約250項新特性。這些新特性包括:革命性(3)在教育領(lǐng)域的焊件環(huán)境,模擬設計師工作的真實(shí)環(huán)境;新的內存三維CAD教育已經(jīng)成為主流, SolidWorks以其儲管理技術(shù),能夠處理包含數千個(gè)零件的裝配件;新Windows界面、完全漢化、易學(xué)易用、開(kāi)放性的功能的凹模和凸模命令使得兩個(gè)主要模具零件設計自動(dòng)特點(diǎn)成為教育領(lǐng)域中的首選CAD教學(xué)軟件?；?過(guò)切分析在生產(chǎn)模具前自動(dòng)檢測潛在的問(wèn)題;新的表面合模命令能夠自動(dòng)定位和封閉凹模和凸模;4發(fā)展前景新的表面功能提供一系列預先設置的裝飾選項,使當今世界科技產(chǎn)品趨向于功能強大、結構緊湊得拔模角度和倒角自動(dòng)化;新的 SolidWorks Realview且新穎獨特;市場(chǎng)競爭要求產(chǎn)品研發(fā)設計周期短、上特性,用戶(hù)現在能夠利用真實(shí)的材料和質(zhì)地在設計市快、成本低且性能優(yōu)良;生產(chǎn)制造全球化要求多方的不同階段創(chuàng )建類(lèi)似真實(shí)效果的視圖等等。合作、協(xié)同管理且共享資源。因此, SolidWorks軟件展望未來(lái), Solidworks軟件必將在設計師和工程也必然適應世界發(fā)展的需要,“不斷增強三位造型功師的思想的注入中不斷進(jìn)步。能,不斷提高軟件的易用性,不斷擴展數據的交流參考文獻向著(zhù)智能化、協(xié)同化和虛擬現實(shí)化軟件方向發(fā)展。[]生信實(shí)維有限公司 Solidworks軟件一工業(yè)設計師的利器.現(1)智能化代制造,2003年第1期,44-45為了使設計者以更快的速度、參閱更少的資料[2] SolidWorks95.計算機輔助設計與制造,199,0000,28~29[3]創(chuàng )新引領(lǐng) Solidworks. CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2002,000完成卓越的設計, SolidWorks必須不斷的完善智能化的功能如智能裝配、改錯方案智能提示、設計思路智【4]孫曉鳴. Solidwork0.計算機輔助設計與制造,200(8,23-能提示等。(2)協(xié)同化[5 Kong. L, Fuh J.Y. H, Liu x L et al.. A Windows-native 3D plastic為了使設計者能夠多方合作、易地交流、協(xié)同njection mold design system. Journal of materials Processing Technolo-gy.Ag2003,vol.139lsue1-3,81-89致地完成各種各樣的設計, SolidWorks必須不斷地增6]scmp, Structur, Jow and Motion Analysis for Solidworks強信息交流和協(xié)作平臺、豐富資源庫、完善產(chǎn)品數據Machine Design. 3/6/2003, Vol. 75 Issue 5, 96◆**…***…÷…÷…冷令(上接第64頁(yè))容易實(shí)現,大大提高了系統的可靠性和可維修性考慮了以上問(wèn)題在國內率先采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù),并同時(shí),由于1/0模塊的智能化,有關(guān)IO的處理在板將其引入了控制網(wǎng)絡(luò )的概念。將現場(chǎng)控制級的設備上實(shí)現,減輕了主控模塊CPU的負荷,IO模塊在處進(jìn)一步分散化,分成現場(chǎng)控制級設備(即主控模板)理過(guò)程中可隨時(shí)進(jìn)行自診斷,并不斷將診斷結果報和現場(chǎng)Ⅳ/O級設備(即O模塊)這兩個(gè)級別,并用告給主控模塊,使主控模塊隨時(shí)掌握各↑IO模塊控制網(wǎng)絡(luò )將它們連接起來(lái)原來(lái)的緊耦合變成了松的運行狀況。耦合,各個(gè)IO模塊和主控模塊之間均通過(guò)一對雙主控模塊和1/O模塊之間由并行總線(xiàn)連接變?yōu)榻g線(xiàn)實(shí)現連接,大大降低了各個(gè)模塊之間相互影響串行的現場(chǎng)總線(xiàn)連接后,帶來(lái)的問(wèn)題是數據采集的的程度,也大大降低了現場(chǎng)隔離的難度。由于各個(gè)速度受到串行線(xiàn)路通信線(xiàn)路的限制。對此,H20l/O模塊均為可以獨立運行的智能模塊,它們與主系統在設計時(shí),選定了高性能和高可靠性?控模塊之間僅有數字信號的交換,沒(méi)有現場(chǎng)信號的CAN作為控制網(wǎng)絡(luò )。對于支持CAN總線(xiàn)規范連接,而且各個(gè)模塊均通過(guò)光電耦合器掛接在控制的智能儀表,可直接通過(guò)雙絞線(xiàn)連接到HE000的控網(wǎng)絡(luò )之上,因此,現場(chǎng)信號實(shí)際上已被隔離在現場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò )上,實(shí)現數據交換。制級的設備之外。即使某個(gè)/O模塊因遭到現場(chǎng)干外由干CAN所采用的信息格式為短幀結擾的破壞而失效,也不會(huì )影響到主控模塊及其它Ⅳ構,中國煤化工請求來(lái)說(shuō),在MbpsO模塊,提高了系統的可靠性。的CNMHG僅為0.15ms完全可現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)被引入到H200統之后,使得以滿(mǎn)足現場(chǎng)控制級的買(mǎi)時(shí)性要求主控模塊和1/O模塊的冗余和帶電插拔功能變得很