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1、第33卷第1期电子工程师Vol.33No.12007年1月ELECTRONICENGINEERJan.2007CAN总线在逆变电源监控中的应用1,2132戴青云,邹沐昌,邬伟扬,任晓鹏(1.燕山大学信息科学与工程学院,河北省秦皇岛市066004;2.石家庄职业技术学院,河北省石家庄市050081;3.燕山大学电气工程学院,河北省秦皇岛市066004)摘要:为了满足逆变电源多模块监控的实时性、可扩展性、灵活性、可靠性等需求,对现场总线进行了研究和分析,系统采用CAN现场总线作为通信传输方式组建了监控网络,对带D
2、SP控制器的逆变电源模块进行监控。在此基础上详细描述了操作站一侧监控方案的设计,重点介绍了CAN总线应用层协议的具体制定以及系统通信软件的设计和实现,实现了操作站与控制器的通信,完成了对逆变电源模块的监控功能。关键词:CAN总线;应用层协议;逆变电源;监控中图分类号:TP336术规范2.0A)或29位(按CAN技术规范2.0B)二进0引言1129制数组成,因此可定义2或2个不同的数据块。这新型高频中小功率逆变电源设备运用电源模块之种按数据块编码的方式,还可以使不同的节点同时接间的并联实现功率合成,组成积木式、
3、智能化的分布式收相同的数据,这在分布式控制系统中非常有用。数大功率电源系统,是当今很有应用前景的新型技术。据长度最多为8字节,可满足通常工业领域中控制命将若干电源模块组合起来,可以构成任意功率等级的令、工作状态及测试数据一般要求,同时,8字节也不供电系统,有着广泛的应用前景。会占用太多的时间,保证了数据通信的实时性,并有总随着计算机网络技术的迅速发展,全数字的现场线仲裁和优先级机制。CAN协议采用CRC并提供相总线控制系统代替数字与模拟混合分布式控制系统已应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。由于经成为工
4、业自动化控制系统发展的必然趋势。以现场以上特点,CAN总线特别适合工业现场设备的互连。总线为基础的全数字化自动控制系统是当今世界各国CAN总线结构模型取ISO/OSI参考模型的第1、在工业自动化领域的热点课题。本文采用CAN(控制2、7层即物理层、数据链路层和应用层协议。应用层器区域网)现场总线组建监控网络,对含DSP(数字信的内容主要取决于用户的需要,而各用户要完成什么号处理器)的嵌入式智能控制器的电源模块进行单模功能和使用什么协议也不尽相同,所以实际应用CAN块和多模块监控。总线时,用户可以根据需要实现应
5、用层的功能。1CAN总线2系统结构CAN总线属于现场总线范畴,是由Bosch公司为逆变电源现场总线监控系统包括上位机操作站、汽车应用而开发的一个多主机局部网络系统。CAN现场DSP模块控制器,如图1所示。总线是一种串行数据通信总线,通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤,其通信速率可以达到1Mbit/s。在CAN总线通信控制器中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括零位的插入和删除、数据块编码、CRC(循环冗余校验)、优先级判别等工作。CAN协议采用对数据块进行编码的方式,数
6、据块的标识码可由11位(按CAN技收稿日期:2006203220;修回日期:2006206220。图1逆变电源现场监控体系结构基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(50237020)·61··计算机与自动化技术·电子工程师2007年1月在系统中设置一台PC计算机(以下均称操作a)广播:操作站向控制器发送广播时该位为1,站),负责对整个系统进行管理。操作站通过CAN接其他情况为0。口适配卡与以DSP为核心的逆变电源模块控制器(以b)目标地址:表示数据报文所要到达节点的地下均称控制器)通信,实现对逆变电源的监控
7、功能。址。系统采用适配卡SC2102作为PC机与CAN总线的接c)数据报文类型:报文的类型,意义如表1所示。口,通过连接器与CAN总线相连,负责CAN总线与表1应用层报文类型编码PC机之间数据交换的功能模块。ID2ID1ID0含义CAN、适配卡上的CAN控制器选用Philips公司的操作站对控制器发来数据的响应/控制器对000直接内存映射方式快速访问CAN控制器SJA1000,它操作站发来控制信号的响应(单报文)符合CAN2.0A规范以及CAN2.0B规范。随卡提供主节点发出的控制信号/从节点发送的数据001
8、(单报文)了所需的SC2102C.OCX控件,支持中断查询。各个对申请成为操作站信号的反对响应(即操作电源模块的控制器之间以及模块控制器与操作站之间010站标志,单报文)通过CAN连接通信,在硬件实现上采用DSP操作站对控制器发来数据的响应/控制器对TMS320LF2407A的内嵌CAN控制器实现与上位机的100操作站发来控制信号的响应(多报文)数字通信。操作站发出的控制信号/控制器发送的数据101
