第20卷第5期甘肅科技20No.5004年5月Gansu Science and TechnologyMv.2004CAN的特點(diǎn)及應(yīng)用楊瑞江,于秀麗(蘭州石化公司計(jì)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(cè)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(qiáng)的檢鐠和抗平擾能力,最高通訊速率可達(dá)Ⅳbps,最大通訊距離為5000CAN還具有優(yōu)先級(jí)搶占方式,本文主要介紹CN總線的技術(shù)持點(diǎn)、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(chǎng)總線;網(wǎng)絡(luò)中圖分類號(hào):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(shí)間短,受干擾概率低,具縮寫,CAN規(guī)范現(xiàn)已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納,成為有極好的檢錯(cuò)效果。IS898標(biāo)準(zhǔn)。8CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢錯(cuò)措施,保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。cAN的性能特點(diǎn)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(dú)特的設(shè)計(jì),CAN越10.CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)來(lái)越受到人們的重視。閉輸出功能,以使總線上其它節(jié)點(diǎn)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(shí)時(shí)性和靈活性。它有2cAN總線的應(yīng)用以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)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(diǎn)均可 Silion、 Honeywell等百余家國(guó)際著名大公司。CAN在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,而已被廣泛用于傳感器、自動(dòng)化儀表、數(shù)控機(jī)床、智能不分主從,通信方式靈活,且無(wú)需站地址等節(jié)點(diǎn)信樓宇、液壓傳動(dòng)等領(lǐng)域,本文僅對(duì)CAN總線在息,利用這一點(diǎn)可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)HS2000系統(tǒng)中的應(yīng)用作以簡(jiǎn)單介紹。2CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí)傳統(tǒng)DCS的現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)設(shè)備執(zhí)行直接數(shù)字控可滿足不同的實(shí)時(shí)要求,高優(yōu)先級(jí)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(wú)智能處理功3CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù),當(dāng)多個(gè)節(jié)能。這種結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是系統(tǒng)配置不靈活,在點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)出信息時(shí),優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制站中,檢測(cè)點(diǎn)數(shù)只能在一個(gè)較小的范圍動(dòng)退出發(fā)送,而優(yōu)先級(jí)最高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼內(nèi)改變。點(diǎn)數(shù)太少,系統(tǒng)很不經(jīng)濟(jì);而當(dāng)點(diǎn)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(shí)間。時(shí),又會(huì)受到并行總線的緊耦合作用,各個(gè)模板之間4.CAN只需通過報(bào)文濾波,即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、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(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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(yuǎn)可達(dá)10km(速率要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采取非常嚴(yán)格的隔離措施。這樣系5kbps以下),通信速率可達(dá)Mbps統(tǒng)的成木相當(dāng)亭,只外#行總線使得系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冗余6CNN的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路,目和中國(guó)煤化工困難。因此,傳統(tǒng)的前可達(dá)110個(gè),報(bào)文標(biāo)識(shí)符可達(dá)2032種(CAN2.DCCNMHG板的功能時(shí),往往采0A),而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(CAN20B)的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受取由人工進(jìn)行干預(yù)或操作的半自動(dòng)方式。限制。HF2000系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分(下轉(zhuǎn)第58頁(yè))甘肅科技第20卷設(shè)計(jì)思路合為體庫(kù)管理、提供更強(qiáng)大的輸入輸出接口1等。(2)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域(3)虛擬現(xiàn)實(shí)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(gè)目標(biāo)散制造、紡織機(jī)械等設(shè)計(jì)中。增加了約250項(xiàng)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(jì)師工作的真實(shí)環(huán)境;新的內(nèi)存三維CAD教育已經(jīng)成為主流, SolidWorks以其儲(chǔ)管理技術(shù),能夠處理包含數(shù)千個(gè)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(gè)主要模具零件設(shè)計(jì)自動(dòng)特點(diǎn)成為教育領(lǐng)域中的首選CAD教學(xué)軟件?；?過切分析在生產(chǎn)模具前自動(dòng)檢測(cè)潛在的問題;新的表面合模命令能夠自動(dòng)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(xiàng),使當(dāng)今世界科技產(chǎn)品趨向于功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)緊湊得拔模角度和倒角自動(dòng)化;新的 SolidWorks Realview且新穎獨(dú)特;市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)周期短、上特性,用戶現(xiàn)在能夠利用真實(shí)的材料和質(zhì)地在設(shè)計(jì)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(shí)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(lái), Solidworks軟件必將在設(shè)計(jì)師和工程也必然適應(yīng)世界發(fā)展的需要,“不斷增強(qiáng)三位造型功師的思想的注入中不斷進(jìn)步。能,不斷提高軟件的易用性,不斷擴(kuò)展數(shù)據(jù)的交流參考文獻(xiàn)向著智能化、協(xié)同化和虛擬現(xiàn)實(shí)化軟件方向發(fā)展。[]生信實(shí)維有限公司 Solidworks軟件一工業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)者以更快的速度、參閱更少的資料[2] SolidWorks95.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jì), SolidWorks必須不斷的完善智能化的功能如智能裝配、改錯(cuò)方案智能提示、設(shè)計(jì)思路智【4]孫曉鳴. Solidwork0.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jì)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(jì), SolidWorks必須不斷地增6]scmp, Structur, Jow and Motion Analysis for Solidworks強(qiáng)信息交流和協(xié)作平臺(tái)、豐富資源庫(kù)、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(yè))容易實(shí)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(guó)內(nèi)率先采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),并同時(shí),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(chǎng)控制級(jí)的設(shè)備上實(shí)現(xiàn),減輕了主控模塊CPU的負(fù)荷,IO模塊在處進(jìn)一步分散化,分成現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)設(shè)備(即主控模板)理過程中可隨時(shí)進(jìn)行自診斷,并不斷將診斷結(jié)果報(bào)和現(xiàn)場(chǎng)Ⅳ/O級(jí)設(shè)備(即O模塊)這兩個(gè)級(jí)別,并用告給主控模塊,使主控模塊隨時(shí)掌握各↑IO模塊控制網(wǎng)絡(luò)將它們連接起來(lái)原來(lái)的緊耦合變成了松的運(yùn)行狀況。耦合,各個(gè)IO模塊和主控模塊之間均通過一對(duì)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(shí)現(xiàn)連接,大大降低了各個(gè)模塊之間相互影響串行的現(xiàn)場(chǎng)總線連接后,帶來(lái)的問題是數(shù)據(jù)采集的的程度,也大大降低了現(xiàn)場(chǎng)隔離的難度。由于各個(gè)速度受到串行線路通信線路的限制。對(duì)此,H20l/O模塊均為可以獨(dú)立運(yùn)行的智能模塊,它們與主系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí),選定了高性能和高可靠性?控模塊之間僅有數(shù)字信號(hào)的交換,沒有現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的CAN作為控制網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于支持CAN總線規(guī)范連接,而且各個(gè)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(chǎng)信號(hào)實(shí)際上已被隔離在現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)上,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。制級(jí)的設(shè)備之外。即使某個(gè)/O模塊因遭到現(xiàn)場(chǎng)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(huì)影響到主控模塊及其它Ⅳ構(gòu),中國(guó)煤化工請(qǐng)求來(lái)說(shuō),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(chǎng)總線技術(shù)被引入到H200統(tǒng)之后,使得以滿足現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的買時(shí)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