基于工控机的CAN通信应用

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1、基于工控机的CAN通信应用中文摘要CAN是控制器局域网络(COllerAieaNetwork,CAN)的简称，是由研发和牛产汽车电子产品著称的徳国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准(15011898)。是国际上应用最广泛的现场总线之一。本文正是在己有的对CAN现场总线研究、应用基础上，结合工程机械行业特性，从在起重机分布式控制的角度阐述CAN总线的应用。本文依托于北京普瑞塞特在起車机行业丰富的从业经验，主要从CAN总线系统结构、CAN的报文及异常处理、工业控制系统的简介以及CAN在起重机控制

2、系统的实例应用几个方血阐述。本文首先介绍了CAN总线概述，详细介绍了CAN总线系统结构、CAN的报文及异常处理。随后介绍了工业控制系统的简介，最后以一个实际项n-1'CAN在起重机控制系统的实例应川为例证。关键词:CAN;工控机:报文；总线AbstractCAN(ConirollerAreaNetwork,CAN)isdevelpedbyBOSCH,it'saworldwidestandard(IS011898),anditisapoplarbussystemaswell・UPonthecurren

3、tresearchandimplementation,thisPaperdescribeshowtousetheCANbusintheIndustrialProjects.AccordingtotheexperiencesofBeijingPTCcompanyinthecninearea,thispaperdescribesthedetailsoftheCANbusimplcmcniationinCANbusarchitecture,messageandexceptionhandlings・Firs

4、t,thispaperintroducesthearchitectureofCANBus,andthendescribesthethreelayersandmessageproeessing・Afterthatintroduceswhatindustrialprojectis,atlastthispaperusesacraneProjecttointroducehowtousethosetechnologiesintheProjectdevelopment.KeyWords:CAN;IPC;Mess

5、age;Bus第一章引言1.1选题背景随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了U大进步。山于対系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为:控制面向多元化，系统血向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。这类系统是以微型机为核心，将SC技术一COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（白动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT（显

6、示技术）和CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方曲，较Z分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。现场总（FieldBus）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域屮最为活跃的一个领域。现场总线的研究与应川己成为工业数据总线领域的热点。尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用

7、。同时，正山于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局部网CAN（ControflerAreaNetwork）正杲在这种背景下应运而生的。工业控制机是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制川的计算机简称工控机。随着计算机技术的发展及其应用的普及，工业控制计算机在各行各业的口动化牛产中发挥着越來越大的作用。早期的工控机就是一个质量更好的PCo但是随着吋间的推移，工控机架构有了木质上的变化，根据用户使用环境的变化，演变

8、成了现在流行的底板加插卡的架构。这种架构有维护时间少的优点。随着工控机被大量用于工业现场，基于母板的系统是不灵活的，为了修复或更新系统需要更换整个母板。更换母板需要在母板拿走之前把所有的插卡和电缆都拔掉。这就导致修复或更新时系统停机时间增加，这在工控现场是不对接受的。因此丄程师们想到另外一个方法，取消母板架构，而把核心的CPU处理单元做在一张插卡上，其它的扩展界面则做在底板上，底板是由一些连接器和无源器件组成的。这种结构使得系统更新和修复简单而11停机时间最少。而插卡