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現(xiàn)場的總線控制系統(tǒng)(FCS)將是新世紀自動控制系統(tǒng)發(fā)展的主流，是繼DCS后新一代的控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線是綜合自動化發(fā)展的需要，同時智能儀器儀表則為現(xiàn)場總線的出現(xiàn)奠定了基礎。 CAN(Controller Area Network)是現(xiàn)場總線的一種，最早是德國Bosch公司在上世紀80年代推出的，主要應用于汽車內(nèi)部檢測以及控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信。CAN總線通信協(xié)議充分考慮了工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，采用了ISO-OSI模型中的三層，即物理層，數(shù)據(jù)層和應用層。CAN總線規(guī)范已被國際標準化組織制訂為國際標準ISO11898，并得到了多家著名半導體器件生產(chǎn)商的支持，推出了各種集成CAN協(xié)議的芯片產(chǎn)品。CAN總線目前已經(jīng)被廣泛應用，CAN總線被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。 CAN總線的功能與特點 CAN總線的通信介質(zhì)一般采用雙絞線、同軸電纜或光纖等，能夠?qū)崿F(xiàn)在強電磁干擾環(huán)境下數(shù)據(jù)遠距離傳輸?shù)墓δ埽溆布杀镜停瑐鬏斂煽啃愿撸浖_銷小，是屬于總線型串行通訊網(wǎng)絡，具有與其它通訊協(xié)議所不同的特點。 總線支持載波監(jiān)測與多主站控制以及沖突檢測的通訊模式 “載波監(jiān)測”是指在總線上每一節(jié)點在發(fā)送信息報文前都必須檢測到總線上有一段空閑狀態(tài)，任一節(jié)點都有發(fā)送報文的機會。而報文信息優(yōu)先級的高低取決于信息的最終發(fā)送，在CAN中采用非破壞性的基于優(yōu)先級競爭的總線仲裁方式，這便是沖突檢測。通過報文濾波可實現(xiàn)多種傳輸方式，具有靈活的工作方式。 CAN總線協(xié)議是基于報文而不是基于站點地址的協(xié)議 CAN總線上報文所含內(nèi)容只有優(yōu)先級標志區(qū)和傳送的數(shù)據(jù)內(nèi)容，所有節(jié)點都會收到報文，對報文的取舍取決于節(jié)點本身，同一報文可傳送給所有站點，也可以傳送給特定的站點。基于報文協(xié)議的另一個特點是新的節(jié)點可以隨時被加入到總線系統(tǒng)中，一旦加入到系統(tǒng)中，該節(jié)點便能接收信息，有很強的實用性。 CAN總線的高速性，以及錯誤檢測和恢復能力的高可靠性 CAN采用面向數(shù)據(jù)塊的通信方式，信號傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，CAN能自動地檢測出錯誤信息，保證信息的正確性和完整性，記錄出錯信息的次數(shù)，“故障界定隔離”使故障節(jié)點被及時關(guān)斷而不會永久占用總線。 靈活數(shù)據(jù)編碼方式 CAN總線通信控制器集成了CAN的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可以完成通信數(shù)據(jù)的成幀處理，可以定義211或229個不同的數(shù)據(jù)塊。 總之，CAN總線具有實時性強、可靠性高、抗干擾性強、結(jié)構(gòu)簡單、操作性好、價格低廉等優(yōu)點，是目前國際上公認的最具有前途的幾種總線之一。 在發(fā)動機測試系統(tǒng)中的應用 發(fā)動機測試系統(tǒng)簡介 發(fā)動機測試系統(tǒng)是汽車發(fā)動機生產(chǎn)廠家在發(fā)動機出廠前抽樣測試系統(tǒng)的總成，傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機試驗臺的組成是單臺的測功機和被測發(fā)動機組成的獨立系統(tǒng)，每臺被測發(fā)動機的測試周期為720小時的連續(xù)各種路況測控。該系統(tǒng)引入CAN總線將其中的8個試驗臺組成一個同步測試系統(tǒng)，可大大簡化測試過程，同時減少了重復勞動，取得較好的效果。 由于該發(fā)動機測控設備是由作者在1997年研制成功的，當時考慮到今后系統(tǒng)的擴展以及完善整個試驗系統(tǒng)的通信功能，在系統(tǒng)中預留了RS-422通信功能接口。原系統(tǒng)采用STD總線鼠籠式的8098式結(jié)構(gòu)搭建了試驗臺測控系統(tǒng)，而其通信接口是標準的RS-422串行通信協(xié)議，這種結(jié)構(gòu)只能采用主從式結(jié)構(gòu)，且只有物理層，故而采用了CAN橋接器，使其能夠組成一個標準的CAN總線系統(tǒng)。 CAN橋接器的軟硬件設計 CAN橋接器的設計是將RS-422電平與CAN標準的邏輯電平能夠相互轉(zhuǎn)換，同時使得RS-422和CAN的幀格式能夠相互轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)采用了SJA1000控制接口芯片，SJA1000有BasicCAN模式和PeliCAN模式兩種工作模式，本系統(tǒng)中選擇了工作模式為基本型。SJA1000作為微控制器的片外擴展芯片，其片選引腳CS接在微控制器的地址譯碼器上，從而決定了CAN總線控制器各寄存器的地址。SJA1000通過CAN控制器接口芯片82C250連接在物理總線上。82C250器件提供對總線的差動發(fā)送能力和對CAN控制器的差動接受能力，完全和ISO11898標準兼容。其引腳8允許選擇高速、斜率控制和待機三種不同的工作方式。 在圖2所示的電路中實現(xiàn)了RS-422電平和CAN標準邏輯電平的相互轉(zhuǎn)換，同時系統(tǒng)軟件也實現(xiàn)了RS-422和CAN幀格式的相互轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)中CPU為AT89C52單片機。 芯片MAX1490B完成了RS-422和TTL邏輯電平的相互轉(zhuǎn)換，而芯片SJA1000則完成了TTL邏輯電平和CAN邏輯電平的相互轉(zhuǎn)換，在MAX1490B中TTL側(cè)和RS-422側(cè)實現(xiàn)了完全電隔離，A、B為其RS-422側(cè)輸入端，Y、Z為RS-422側(cè)輸出端，DI為隔離的TTL側(cè)驅(qū)動輸入，RO為隔離的TTL輸出端，MAX1490B內(nèi)部的DCPDC 變換器在不需要外部隔離電源的情況下實現(xiàn)了輸入輸出的電隔離。82C250是CAN總線通信控制器，由其實現(xiàn)CAN的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，是CAN總線收發(fā)器，可支持多達110個節(jié)點的CAN總線負載。 測控設備的改造 原有的系統(tǒng)采用了下位控制，即將控制權(quán)限和管理權(quán)限在每一獨立的系統(tǒng)中單獨實現(xiàn)，數(shù)據(jù)的輸出，給定控制目標以及各種工況的信息打印均由前端機控制，上位機只是用來對系統(tǒng)進行簡單的數(shù)據(jù)匯總通訊。在原系統(tǒng)中每個測控設備是孤立的，是信息孤島，在改造過程中上位機中配置CAN適配器，用雙絞線與CAN總線相連，在原測控設備上利用預留RS-422與CAN橋接器相連。在軟件編程中，增加了單獨的通信單元，不增加原有的控制系統(tǒng)的其他功能和軟件開銷，經(jīng)過簡單的軟硬件改造后，形成了一個具有數(shù)據(jù)交互功能的測控系統(tǒng)。改造后的系統(tǒng)能夠通過上位機對前置機進行控制工框的設定、數(shù)據(jù)采集匯總等，可以通過上位機對前置機進行控制，突破了原有系統(tǒng)的信息交互的障礙。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖4所示。 結(jié)束語 經(jīng)過改造后的測控設備連成了一個CAN總線系統(tǒng)，突破了原有的信息孤島的模式，原系統(tǒng)中的各種工作模式、各種控制目標給定由上位機管理，下位機通過接收廣播、點對點方式和上位機通信，接受工況狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及控制給定等參數(shù)，同時定期上傳其工作狀態(tài)、測試數(shù)據(jù)等，上位機對其進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)了“分散控制，集中管理”的模式。上位機通訊管理軟件的編制采用DELPHI5.0，在WIN2000下編譯完成。 通過對原有系統(tǒng)進行總線升級改造，針對原有測試系統(tǒng)進行現(xiàn)場總線改造的嘗試，也具有積極的實際意義。 |
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CAN總線測試分析 我公司提供的CAN總線測試產(chǎn)品是汽車/坦克領域、工業(yè)自動控制領域和醫(yī)療設備領域等工程師首先的測試工具和產(chǎn)品。系列接口產(chǎn)品有如下接口產(chǎn)品： 以上測試仿真板卡具有如下主要特點： ★ 支持CAN2.0A和CAN2.0B總線協(xié)議 ★ 支持高、低速的波特率 ★ 大容量內(nèi)存，能存儲大量的CAN總線消息 ★ 單、雙或者四通道的CAN總線接口 ★ 有CAN總線監(jiān)聽功能 ★ 有CAN總線分析功能 ★ 有故障檢測和故障注入功能 Xtm（CAN總線分析、仿真工具） 軟件介紹 Xtm是一個用于控制嵌入式網(wǎng)絡節(jié)點（電子控制單元）的軟件環(huán)境。它也可用于顯示和修改那些網(wǎng)絡節(jié)點的內(nèi)部狀態(tài)。此外，用戶能夠模擬和分析嵌入式網(wǎng)絡節(jié)點之間的通信，并且如果需要的話，用戶還可以通過網(wǎng)絡行為的仿真來替換丟失的網(wǎng)絡節(jié)點。Xtm同樣也可用于改變和完善網(wǎng)絡通信。 目前支持的網(wǎng)絡有：CAN，LIN，以太網(wǎng)（僅UDP）和FlexRay。通過一個外接的ECU，PC機的串口和K-line（通過相關(guān)的LAPcan卡適配器）也可用于通信。 在測量或通用網(wǎng)絡通信的同時，視頻流的記錄和再傳送也是可能的。視頻流和測量數(shù)據(jù)可以時間同步。 Xtm有一個模塊化設計：例如，硬件接口的實現(xiàn)和通信協(xié)議在最底層。接口被建立和參數(shù)化，但當正常運行Xtm時是不可見的。僅僅當接口生成產(chǎn)物（數(shù)據(jù)和信號）的時候，是可見的。 Xtm是EK Tronic和Kornwestheim合并后的產(chǎn)物。許多基于Xtm的用戶定制的項目已經(jīng)成為現(xiàn)實。 主要特性 ★ 顯示CAN/LIN/FlexRay消息 ★ 支持ASAP2文件和CCP/XCP測量 ★ 記錄和再傳送視頻流 ★ 強大的script語言，可進行復雜的CAN總線測試與仿真 ★ 模擬信號的圖像表達功能 ★ 基于DBC和LDF描述文件解碼和生成CAN/LIN消息 ★ 有CAN/LIN消息的發(fā)送窗口 ★ 觸發(fā)對象 ★ 面板窗口用于script程序和仿真信號的控制 ★ 高性能以及很好的實時特性 公司簡介： 公司是中關(guān)村科技園區(qū)高新技術(shù)企業(yè)、北京市雙軟認定企業(yè)、中關(guān)村信用聯(lián)盟星級會員、北京市守信企業(yè)、國家軍用標準GJB9001A質(zhì)量體系認證企業(yè)、軍工保密資格認證單位、世界首席嵌入式芯片構(gòu)架設計公司—ARM在中國唯一的授權(quán)培訓中心。公司還獲得了國家密碼管理局頒發(fā)的“商用密碼產(chǎn)品銷售許可證”、“商用密碼產(chǎn)品生產(chǎn)定點單位”證書,航天部合格供應商稱號。 公司按照新標準被認定為2008年第一批國家級高新技術(shù)企業(yè)。 ...>> 聯(lián) 系 人： 王先生 電 話： 021-64326688-617手 機： 15800481807電子郵箱： qiu.shenwang@163.com所在城市： 上海市[上海] 詳細地址： 上海市古美路1528號A3棟2樓公司網(wǎng)站： http://www.watertek.com |
