基于CAN总线构成的分布式清纱机控制系统

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9 R! z# J! T  A( r摘要:介绍了纺织工程中清纱机控制系统。该系统以具有CAN现场总线接口的87C598单片机为核心构成前端控制器并组成
7 g/ \+ r# K, e6 L  z$ k6 ?工业局域网,实现对清纱工程的智能控制。此系统运行稳定、可靠.精度满足工艺控制要求。
) U9 `6 f6 y- w0 ?5 S
/ W0 Q% b" v' B7 {2 [8 V  X关键词:CAN 总线清纱机 工业局域网 单片机 分布式 控制系统
$ Z3 _# w( Y, I% g( v4 C+ c
9 P& d- X. P: u: {1引
言
在纺织工程中,提高纺织质量关键之一，就是清除
由于丝质不良而引起的疵点，为此清纱处理是必不可
9 b; L/ X( o( \9 g. B8 n4 p! F少的一道重要工序。实施分布式控制,可利用.上位机对
3 ^2 G* P, _6 ]" A. W生产线上的每节清纱控制器进行监视和调度.CAN现
  |$ ], t& k) E$ d6 K$ @- {场总线把现场各个节点控制器连接起来构成工业子
  b; B2 K4 f& h+ C) c8 F( U网,各工业子网互连,可组织整个纺织工程系统的工业
- a- h' y9 c: e0 j+ k' b; X1 g# X局域网，实现工业系统综合自动化。
2系统总体结构及硬件设计
基于CAN现场总线的分布式清纱机控制系统的
结构是由一台通用PC机、打印机、CAN通信适配卡、
传感器和八台前沿控制器等组成。
2.1. 上位机监控系统
$ K  v* R, J" t  S' h# f; u5 {- G" f上位机负责备前沿控制器的参数设定,数据处理、
0 M+ t2 x) ]' D8 e信息收集、工作状况显示、并依据需要对前沿控制机进
! [9 Z4 b/ ~+ I: V6 A8 X8 o! u行冗余处理。它由一个CAN-PC总线适配卡与外部
# B1 h1 {! c, c6 T; ]! \9 GCAN现场总线相连接,传输介质为双绞线连接到每个
智能控制器的CAN总线接口。
上位机中CAN总线通讯软件可实现与CAN总
* o2 \, c  Z" W/ K9 H4 H3 \1 h线控制局域网信息交换,可用来对前沿控制器的参数
整体设置,通过CAN现场总线收集现场各设备的数
$ D2 g8 _' T' I6 v据并予以分析、判断、打印报表,实时显示发现前沿控
$ o3 }6 z# ]$ T9 P" V, X3 z制器故障,指挥备份设备投入操作,对整个现场进行监
4 N! ~. B( O6 U; f$ r视和调度。
2.2智能控制器的设计
智能控制器结构组成如图1所示。清纱机智能控
* _; X& ~" o, W7 h8 \2 H/ [制器以PHILIPS公司单片机87C598为核心加上必要
的外围器件构成。该单片机具有片内CAN总线控制
2 `. R% d5 @, i器,可直接构成CAN现场总线局域网。它在80C51标
准特性的基础上增加了CAN总线控制器、八路10位
! J# u/ Y' u$ v* vA/D转换器、在片WDT监督定时器等硬件功能,具有
电磁兼容性,抗干扰能力强,是一种高性能的8位微控
4 {( t$ Q/ u# U) ?( n8 g制器。外接触摸键盘、高亮度数码显示系统,采用串行
输入、并行输出。串行EPROM 93C66利用I'C总线与
' M0 I- Q. f( g& `. G单片机相连接,用以保存控制器的设定值,一旦断电或
重新复位后,由93C66提供当前设定值。电容传感器
% [; v" ^: }( d% P& K对通过的纱线进行信号变换及调整后输入到单片机，
6 E* `# P9 \4 U9 X# j  A' w经过A/D转换并予以处理。控制器可接收.上位机发来
& N5 x& v( |- q* c的参数设定,也可由控制器本身键盘进行参数设定并
传送到上位机和EPROM。控制器有八路模拟量输入
7 G; C+ X2 Q1 S, f% `- [口,四路模拟量输出口和三路PWM波形输出，并可控
制发出报警信号。单片机利用DAC1210十二位D/A
% A4 g7 I7 M+ F# X8 l1 c$ t; v6 I转换器输出四路模拟量,控制执行机构。依据参数设定
值及实测值,控制切断装置的动作和打结接续器的运
动定位。
9 a! J- z) H3 A3CAN现场总线局域网设计
5 M' r: q" l% J  F+ r9 D/ @8 \CAN总线是一种多主控制网络,可有效支持分布
% D& O5 ?7 k! G式控制和实时控制双线串行通讯网络,CAN具有强有
/ m5 [9 B, C9 m3 `" U+ |/ I力的纠错功能及优先权仲裁功能.CAN可以是对等结
构,网上任何节点可在任意时刻主动地向其它节点发
布信息。CAN具有非破坏性的总线仲裁功能,有效地


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winushej

单片机利用DAC1210十二位D/A转换器输出四路模拟量,控制执行机构