基于CAN2.0协议的模块式移动空调机组

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1、基于CAN2.0B通信协议的模块式移动空调机组（本产品已于2014年8月份制作完成，2014年10月调试测试完成并准备参加2014年11月11日的珠海航展。）目录一．控制原理说明…………………………………………11.概述……………………………………………22.CAN总线技术概………………………………33.通信实现………………………………………94.机组的控制……………………………………11二．总结……………………………………………………12概述本模块化空调机组的控制是基于CAN2.0B扩展协议(

2、类似J1939协议)，所有控制及操作都是通过此协议与上位机开发板的进行通信来完成，操作面板只设有【电源开关】旋钮，和【紧急停止】按钮。通电以后，机组由上位开发板的命令启动和停止，在上位开发板上输入【设定温度】和【设定送风风量】。PLC根据由上位开发板设定的参数（送风温度和送风风量）进行自动化自主调节运行。运行的同时定时响应开发板的设备状况查询命令报文和故障报警查询命令报文，以便提高整个系统监控信号的实时性。除了和上位开发板的CAN总线通信功能外，本模块化空调自身就是一个PLC集中控制系统。机组主

3、要设备包括一台25kw的高压风机(由深圳英威腾30kw变频器拖动，PLC的一路0-10V的模拟量控制变频器的频率)，一台15kw电加热器(输出由接触器和可控硅控制，PLC的另一路0-10V模拟量输出控制可控硅的开度大小)，一台10kw电加热器(接触器控制)，两台压缩机(9.4kw和12.5kw),两台600w冷凝风机，一套制冷循环管路系统。所有设备的启停控制，压缩机和电加热器的加载减载都是依据PLC的指令进行。下图为控制系统图：CAN总线技术概述CAN总线（CONTROLLER AREA NET

4、WORK，控制器局部网络）由德国BOSCH公司首先提出来的，CAN总线是目前工业界广泛应用的总线。其特点简要归纳如下：1）CAN控制器工作于多主站方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差。2）CAN协议废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，其优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制，加入或减少设备都不影响系统的

5、工作。同时可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。3）CAN总线通过CAN控制器接口芯片的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这样就保证不会出现类似在RS-485网络中系统有错误时会导致出现多节点同时向总线发送数据而导致总线呈现短路从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出

6、功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。4）CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低了用户系统开发的难度，缩短了开发周期，这些是仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。5）与其它现场总线比较而言，CAN总线通信最高速率可达1MBPS，传输速率为5KBPS时，采用双绞线，传输距离可达10KM，并且数据传输可靠性高;CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国

7、际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域，具有强劲的市场竞争力的重要原因。CAN总线与RS485方式的区别：CAN总线系统结构：CAN总线每个节点需要带有CAN协议控制芯片及适当的接口电路，节点之间通过双绞屏蔽线进行总线式连接，首尾节点需要接120R的匹配电阻，通信最高速率可达1MBPS，传输速率越低，传输距离越远。系统结构如下：CAN协议的报文格式：CAN协议支持两种报文格式CAN2.0A和CAN2.0B; CAN2.0A为标准格式,CAN2.0B为扩展格式;格式分别如下:　　

8、CAN2.0A协议报文结构图如下　　CAN2.0B协议报文结构图如下标准格式和扩展格式唯一的不同是标识符（ID）长度不同,标准格式为11位（ID10-ID0）,扩展格式为29位（ID10-ID0,EID17-EID0）。在标准格式和扩展格式中,报文的起始位称为帧起始（SOF）,帧起始标志数据帧或远程帧的起始，由一个单独的“显性”位（0）组成。由控制芯片自动完成，不需要用户在程序中体现。然后是由11位标识符（ID10-ID0）（扩展格式为29位（ID10-ID0,EID17-EID0））和远程发送