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CAN现场总线控制技术
更新时间: 2010-01-07 13:22:52
任何从事电气控制系统设计、安装、调试、维修人员时刻面临着大量复杂的控制线路,也就意味着较大的工作量。能够在实现系统要求功能的情况下设计最简洁、可靠的线路成为控制线路设计人员追求的一种高水平的境界。简洁的控制线路意味着为了减小发生在控制线路上小的故障率而做更多的工作。 

  如果所有的控制线路简化到象现在大多的民用电器的供电线路一样只用一对双绞线,每个传感器、动作单元的控制线都挂到这对双绞线上,所有的主控设备也都挂到双绞线上,主控设备可以在线路上找到与自己有关的被控对象进行控制而与在线的其它主控设备、被控单元无关。那么控制线路的设计、接线、维护工作将轻松到极点了。 

  随着计算机技术的高速发展,计算机技术尤其是网络技术与控制结合使我们的想象成为可能。现场总线技术应运而生。工控界有诸多专家预言:二十一世纪工控界将发生一次技术革命 : 用户可将不同的公司生产的将现场总线标准的现场仪表和 DCS 挂接在同一个现场总线上,其优异的性能必将将取代诸多控制手段而成为控制系统的主流。 

  CAN 网络( Controller Area Network )就是现场总线技术的一种,它是一种架构开放、广播式的新一代网络通信协议,称为控制器局域网现场总线,是类似 LAN ( Local Operating Network )局域网的新型控制规范。是现今世界上最为流行控制手段 -- 现场总线的一种形式。 

  CAN 网络原本是德国 Bosch 公司为欧洲汽车市场所开发的,希望用此项技术取代原本昂贵的汽车配线。 CAN 网络具有反映快可靠度高的特性,使用与要求实时处理的场合,例如汽车刹车防锁死系统安全气囊等。今天此项通信协议已得到广泛应用,众多厂商制造供应高温度等级、具有高抗干扰能力的低价位 CAN 芯片,其特色不仅汽车工业,在工业控制的其他领域更能发挥其强大的能力。 

  CAN 总线有如下特点: 

     *CAN 总线插卡可以可以任意插在 PC AT XT 兼容机上,方便地构成分布式监控系统。 

     *CAN 总线规范为 2.0PART A.ISO1188 。 

     *CAN 可以多主方式工作,网络上任意一个节点均可以在任意时刻中东地向网络上其它节点发送信息,而不分主从,通讯方式灵活。利用这一特点也可以方便地构成(容错)系统。 

     *CANBUS 网络上节点可分成不同的有限等级,可以满足不同的实时要求。 

     *CAN 采用非破坏性仲裁技术,当两个节点同时向网络上传送信息时,优先基地的节点主动停止数据发送,而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据,有效避免了总线冲突元。 

     *CAN 可以点对点、一点对多电(成组)及全局广播集中方式传送和接受数据。 

     *CANBUS 直接通讯距离最远可达 10km/5Kbps ,通讯速率最高可达 1Mbps/40m 。 

     *CANBUS 上街点数理论值为 2000 个,实际可达 110 个。 

     *CAN 采用短桢结构,每一桢的有效自结束为 8 个,这样短的传输时间,受干扰的概率低,重新发送的时间短。 

     *CAN 的每桢信息都有 CRC 效验及其他检错措施,保证了数据的出错率极低。 

     *通讯介质采用廉价的双绞线,无特殊要求。 

     *CAN 节点在错误严重的情况下,具有自动关闭总线的功能,切断它与总线的联系,以使总线上其它操作不受影响。 

     *NRZ 编码 / 解码方式,并采用位填充(插入)技术。 

     *用户接口简单,编成方便,很容易构成用户系统。 

     *开发系统脸颊, OEM 用户容易操作, INTER 、 PHILIPS 等芯片厂家均生产具有 CAN 接口的 80C51 芯片。 

  故而 CANBUS 是符合中国国情的一种现场总线。 

  许多公司生产力了多种 CANBUS 芯片,其中有智能 CAN 芯片,也有非智能 CAN 控制器、收发器。 MOTOLOLA 公司生产  MC68HC05X4 是在 68HC05 微控器上加入了 CAN 模块,也称为 MCAN 。 

  PHILIPS 公司生产了 P8XC592 微控器上集成了 CAN 控制器取代了原来的 I2C 串行口。 PHILPS 还生产 82C200 独立 CAN 控制器、 82C150 即 CAN 串行链接 I/O ( SLIO )器件、 82C250CAN 收发器、 P8XCE598 带有集成 CAN 接口的电磁兼容为控制器。 

  INTER 公司生产了 82527 独立 CAN 控制器,它可通过并行总线与各种为控制器。( INTER 、 MOTOROLA )连结,也可通过串口( SP1 )与无并行总线控制器如 M68HC05 连接。 

  面临控制系统的先进的技术的推出,使我们有机会与别人站在基本相同的起点,能及时学习并掌握新的技术,我们有机会站在控制科技发展的前沿。
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