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《基于can总线的温度控制系统设计开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、石河子大学机械电气工程学院毕业设计开题报告课题名称：基于CAN总线的温度控制系统设计学生姓名：刘凯学号：2010509045学院：机械电气工程学院专业年级：10电气（2）班指导教师：李江全职称：教授完成日期：2014年3月-6月一、本课题来源及研究的目的和意义1、课题来源石河子大学机械电气工程学院2、本课题研究的目的和意义现场总线是应用在生产最底层的一种总线型拓扑的网络，是用作现场控制系统的、直接与所有受控节点串行相连的通信网络。受控设备和网络所处的环境可能很特殊，对信号的干扰往往是多方面的，这就要求控制必须是实时性很强。在20世纪80年代初，工程
2、人员开始讨论现有的总线系统运用于轿车的可能性。1986年2月在SAE大会上，博世公司提出了CAN，称为“AutomotiveSerialControllerAreaNetwork”。今天几乎每一辆在欧洲诞生的新轿车都至少装配有一个CAN网络系统。CAN也应用在从火车到轮船等其他类型的运输工具上，以及工业控制方面。仅1999年，就有近六千万个CAN控制器投入使用，2000年这个数字达到一亿。由于CAN总线具有多主方式工作、非破坏总线仲裁、直接通讯距离远、通信介质灵活、性价比高等特点，其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而扩展到了机械工业、纺织机械、农
3、业机械、机器人、数控机床、家用电器等领域发展。CAN已经形成了国际标准，并已被公认为集中最有前途的现场总线之一。对于CAN总线的开发具有重要的现实意义。二、本课题所涉及的问题在国内研究现状及分析1、国内研究现状在上个世纪70年代,随着计算机微电子技术的发展,控制仪器也得到了性能和结构的改变,一些智能设备在工业生产中占据的地位越来越重要,计算机与仪器设备间的界限越来越模糊[2]。在温度控制方面的系统很多是基于Rs485总线实现的,在RS485系统中,最多可以挂载30多个节点,有着价格低廉,维护方便的优点,但是RS485总线是通过循环地址查询,挂载的节
4、点越多效率越低,每个节点的总线地址是确定不变的,不利于实现系统的冗余,主节点的错误会影响到整个系统的功能"另外IZC总线也广泛应用于工控领域,它虽然有着接线简单,可以挂载多个器件的优点,但是软件实现上相对复杂,且传输速度较慢[3]。现场总线是应用在生产现场、在控制设备之间实现双向串行多节点通信的数字通信系统。它是在80年代后期发展起来的一种先进的现场工业控制技术,它综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表等多种技术手段,从根本上突破了传统的点对点式的模拟信号或数字模拟信号控制的局限性,构成一种全分散、全数字化、智能、双向、互
5、连、多变量、多节点的通信与控制系统。现场总线的基础是智能现场设备,分散在各个工业现场的智能设备通过现场总线连为一体,并与控制室中的监控设备一起共同构成FCS。FCS通过遵循一定的国际标准,可以将不同厂商的现场总线产品集成在同一套FCS中,具有互换性和互操作性。FCS把传统DCS的控制功能进一步下放到现场智能设备,由现场智能设备完成数据采集、数据处理、控制运算和数据输出等功能。现场智能设备的数据,通过现场总线传到控制室的监控设备上"控制室的监控设备用来监视各个现场设备的运行状态,保存各现场智能设备上传的数据,同时完成一定的控制功能"因此FCS更好地体
6、现了“信息集中,控制分散”的概念。而且FCS连线简单,将大大降低安装和连线的费用,现场装置的智能化将增强现场设备的功能,减少一半甚至一半以上的FO设备,并提供更多的信息流动。由于结构上的改变,FCS比DCS节约硬件设备。同时减少大量电缆,使施工、调试大大简化[4~6]。目前自动控制中的温度测控网络的研究重点集中在远距离传输和检测数据的稳定性上。通常该系统主要采用的是用模拟温度传感器，通过A/D转换成数字信号，再转换为RS485通信。测控系统主要借助于PC提供的RS232串行口。与RS-485之间进行转换，从而实现温度测控网络系统的控制。这种方式虽然
7、很成熟。但主要存在两大缺点。一是A/D转换成本高，电路较为复杂，稳定性差。二是RS485通信距离短，一般不加中继通信距离小于1200m，同时RS485抗强干扰能力差，当某一通信节点出现故障时不能自动脱离，从而使整个系统瘫痪。严重影响了整个系统的可靠性。为了提高自动控制系统中通信的可靠性。近年来，现场总线取得了长足的发展。现场总线系统FCS也是未来控制网络化的基础。FCS不需要一个中央控制单元来集中控制和操作，而是通过智能现场设备来完成控制和通信任务。可较好地解决实时控制和现场信号的网络通信。另外新一代的数字温度传感器，可直接将温度信号转换为串行数字
8、信号供计算机处理，使检测稳定性大为提高。因此，把现场总线技术，单片机控制技术和数字化温度传感器结合起来，就可以克服目前温度
