第20卷第5期甘肅科技20No.5004年5月Gansu Science and TechnologyMv.2004CAN的特點及應(yīng)用楊瑞江,于秀麗(蘭州石化公司計量中心;蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅蘭州730060)摘要:CNN是一種主要用于各種過程檢測和控制的總線網(wǎng)絡(luò)。CAN總線采用雙線串行方式,具有很強的檢鐠和抗平擾能力,最高通訊速率可達Ⅳbps,最大通訊距離為5000CAN還具有優(yōu)先級搶占方式,本文主要介紹CN總線的技術(shù)持點、工作原理及應(yīng)用。關(guān)鍵詞:CAN總線;控制總局域網(wǎng);現(xiàn)場總線;網(wǎng)絡(luò)中圖分類號:TP336XN是控制局域網(wǎng)絡(luò)( Control Area Network)的7.采用短幀結(jié)構(gòu)傳輸時間短,受干擾概率低,具縮寫,CAN規(guī)范現(xiàn)已被國際標準化組織采納,成為有極好的檢錯效果。IS898標準。8CAN的每幀信息都有CRC校驗及其它檢錯措施,保證了數(shù)據(jù)出錯率極低。cAN的性能特點9CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光CAN( Controller Area Network)及控制器局域網(wǎng)纖,選擇靈活絡(luò),由于其高性能、高可靠性及獨特的設(shè)計,CAN越10.CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關(guān)來越受到人們的重視。閉輸出功能,以使總線上其它節(jié)點的操作不受影響。CAN屬于總線式串行通信網(wǎng)絡(luò),CAN總線的數(shù)據(jù)通訊具有突出的可常性、實時性和靈活性。它有2cAN總線的應(yīng)用以下幾個方面的特點目前支持CAN協(xié)議的有 Intel、 Motorola、NEC、1.CAN為多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點均可 Silion、 Honeywell等百余家國際著名大公司。CAN在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點發(fā)送信息,而已被廣泛用于傳感器、自動化儀表、數(shù)控機床、智能不分主從,通信方式靈活,且無需站地址等節(jié)點信樓宇、液壓傳動等領(lǐng)域,本文僅對CAN總線在息,利用這一點可方便地構(gòu)成多機備份系統(tǒng)HS2000系統(tǒng)中的應(yīng)用作以簡單介紹。2CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級傳統(tǒng)DCS的現(xiàn)場控制級設(shè)備執(zhí)行直接數(shù)字控可滿足不同的實時要求,高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)最多可在制(DDC功能),其主控制器(CPU)與I/O模板之間134s內(nèi)得到傳輸。依靠并行總線相連,而IO模板上均無智能處理功3CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù),當(dāng)多個節(jié)能。這種結(jié)構(gòu)最大的缺點是系統(tǒng)配置不靈活,在點同時向總線發(fā)出信息時,優(yōu)先級較低的節(jié)點會主臺現(xiàn)場控制站中,檢測點數(shù)只能在一個較小的范圍動退出發(fā)送,而優(yōu)先級最高的節(jié)點可不受影響地繼內(nèi)改變。點數(shù)太少,系統(tǒng)很不經(jīng)濟;而當(dāng)點數(shù)太多續(xù)傳輸數(shù)據(jù),大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間。時,又會受到并行總線的緊耦合作用,各個模板之間4.CAN只需通過報文濾波,即可實現(xiàn)點對點、一的影響相當(dāng)大,一旦某塊模板出現(xiàn)異常,往往連帶其點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接受數(shù)據(jù)。它模板也出現(xiàn)異常。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,系統(tǒng)5CAN的直接通信距離最遠可達10km(速率要求對現(xiàn)場信號采取非常嚴格的隔離措施。這樣系5kbps以下),通信速率可達Mbps統(tǒng)的成木相當(dāng)亭,只外#行總線使得系統(tǒng)實現(xiàn)冗余6CNN的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路,目和中國煤化工困難。因此,傳統(tǒng)的前可達110個,報文標識符可達2032種(CAN2.DCCNMHG板的功能時,往往采0A),而擴展標準(CAN20B)的報文標識符幾乎不受取由人工進行干預(yù)或操作的半自動方式。限制。HF2000系統(tǒng)在設(shè)計時充分(下轉(zhuǎn)第58頁)甘肅科技第20卷設(shè)計思路合為體庫管理、提供更強大的輸入輸出接口1等。(2)在機械設(shè)計領(lǐng)域(3)虛擬現(xiàn)實化SolidWorks軟件廣泛用于汽車、重工業(yè)、模具、離2004年推出的 Solidworks2004,基于這個目標散制造、紡織機械等設(shè)計中。增加了約250項新特性。這些新特性包括:革命性(3)在教育領(lǐng)域的焊件環(huán)境,模擬設(shè)計師工作的真實環(huán)境;新的內(nèi)存三維CAD教育已經(jīng)成為主流, SolidWorks以其儲管理技術(shù),能夠處理包含數(shù)千個零件的裝配件;新Windows界面、完全漢化、易學(xué)易用、開放性的功能的凹模和凸模命令使得兩個主要模具零件設(shè)計自動特點成為教育領(lǐng)域中的首選CAD教學(xué)軟件。化;過切分析在生產(chǎn)模具前自動檢測潛在的問題;新的表面合模命令能夠自動定位和封閉凹模和凸模;4發(fā)展前景新的表面功能提供一系列預(yù)先設(shè)置的裝飾選項,使當(dāng)今世界科技產(chǎn)品趨向于功能強大、結(jié)構(gòu)緊湊得拔模角度和倒角自動化;新的 SolidWorks Realview且新穎獨特;市場競爭要求產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計周期短、上特性,用戶現(xiàn)在能夠利用真實的材料和質(zhì)地在設(shè)計市快、成本低且性能優(yōu)良;生產(chǎn)制造全球化要求多方的不同階段創(chuàng)建類似真實效果的視圖等等。合作、協(xié)同管理且共享資源。因此, SolidWorks軟件展望未來, Solidworks軟件必將在設(shè)計師和工程也必然適應(yīng)世界發(fā)展的需要,“不斷增強三位造型功師的思想的注入中不斷進步。能,不斷提高軟件的易用性,不斷擴展數(shù)據(jù)的交流參考文獻向著智能化、協(xié)同化和虛擬現(xiàn)實化軟件方向發(fā)展。[]生信實維有限公司 Solidworks軟件一工業(yè)設(shè)計師的利器.現(xiàn)(1)智能化代制造,2003年第1期,44-45為了使設(shè)計者以更快的速度、參閱更少的資料[2] SolidWorks95.計算機輔助設(shè)計與制造,199,0000,28~29[3]創(chuàng)新引領(lǐng) Solidworks. CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2002,000完成卓越的設(shè)計, SolidWorks必須不斷的完善智能化的功能如智能裝配、改錯方案智能提示、設(shè)計思路智【4]孫曉鳴. Solidwork0.計算機輔助設(shè)計與制造,200(8,23-能提示等。(2)協(xié)同化[5 Kong. L, Fuh J.Y. H, Liu x L et al.. A Windows-native 3D plastic為了使設(shè)計者能夠多方合作、易地交流、協(xié)同njection mold design system. Journal of materials Processing Technolo-gy.Ag2003,vol.139lsue1-3,81-89致地完成各種各樣的設(shè)計, SolidWorks必須不斷地增6]scmp, Structur, Jow and Motion Analysis for Solidworks強信息交流和協(xié)作平臺、豐富資源庫、完善產(chǎn)品數(shù)據(jù)Machine Design. 3/6/2003, Vol. 75 Issue 5, 96◆**…***…÷…÷…冷令(上接第64頁)容易實現(xiàn),大大提高了系統(tǒng)的可靠性和可維修性考慮了以上問題在國內(nèi)率先采用現(xiàn)場總線技術(shù),并同時,由于1/0模塊的智能化,有關(guān)IO的處理在板將其引入了控制網(wǎng)絡(luò)的概念。將現(xiàn)場控制級的設(shè)備上實現(xiàn),減輕了主控模塊CPU的負荷,IO模塊在處進一步分散化,分成現(xiàn)場控制級設(shè)備(即主控模板)理過程中可隨時進行自診斷,并不斷將診斷結(jié)果報和現(xiàn)場Ⅳ/O級設(shè)備(即O模塊)這兩個級別,并用告給主控模塊,使主控模塊隨時掌握各↑IO模塊控制網(wǎng)絡(luò)將它們連接起來原來的緊耦合變成了松的運行狀況。耦合,各個IO模塊和主控模塊之間均通過一對雙主控模塊和1/O模塊之間由并行總線連接變?yōu)榻g線實現(xiàn)連接,大大降低了各個模塊之間相互影響串行的現(xiàn)場總線連接后,帶來的問題是數(shù)據(jù)采集的的程度,也大大降低了現(xiàn)場隔離的難度。由于各個速度受到串行線路通信線路的限制。對此,H20l/O模塊均為可以獨立運行的智能模塊,它們與主系統(tǒng)在設(shè)計時,選定了高性能和高可靠性?控模塊之間僅有數(shù)字信號的交換,沒有現(xiàn)場信號的CAN作為控制網(wǎng)絡(luò)。對于支持CAN總線規(guī)范連接,而且各個模塊均通過光電耦合器掛接在控制的智能儀表,可直接通過雙絞線連接到HE000的控網(wǎng)絡(luò)之上,因此,現(xiàn)場信號實際上已被隔離在現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)上,實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。制級的設(shè)備之外。即使某個/O模塊因遭到現(xiàn)場干外由干CAN所采用的信息格式為短幀結(jié)擾的破壞而失效,也不會影響到主控模塊及其它Ⅳ構(gòu),中國煤化工請求來說,在MbpsO模塊,提高了系統(tǒng)的可靠性。的CNMHG僅為0.15ms完全可現(xiàn)場總線技術(shù)被引入到H200統(tǒng)之后,使得以滿足現(xiàn)場控制級的買時性要求主控模塊和1/O模塊的冗余和帶電插拔功能變得很