基于CAN总线构成的分布式清纱机控制系统

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- ]- q- Z# O) n# Z* [# {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
$ ~: B- b6 `: N6 n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。
) T  P; p- H& P6 N
$ ^7 t& N2 Y0 J0 F: d  V* N关键词:CAN 总线清纱机 工业局域网 单片机 分布式 控制系统

0 K% z7 ~% e$ z, E% Z/ P6 K4 ]* G1引
言
4 d) I$ w1 |9 a  Y3 T# z! _% f* O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
少的一道重要工序。实施分布式控制,可利用.上位机对
- v8 S+ k5 e) i8 a' I2 s2 S生产线上的每节清纱控制器进行监视和调度.CAN现
4 x$ S8 e+ K. C- @! N% T+ h场总线把现场各个节点控制器连接起来构成工业子
网,各工业子网互连,可组织整个纺织工程系统的工业
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
6 H: E$ x8 e2 z) {) h% K基于CAN现场总线的分布式清纱机控制系统的
. l. W. {# N5 f结构是由一台通用PC机、打印机、CAN通信适配卡、
; k4 F, U( g1 a传感器和八台前沿控制器等组成。
2.1. 上位机监控系统
! w1 C: k7 f( J  N上位机负责备前沿控制器的参数设定,数据处理、
; Y6 h; s* P- N7 y: ^信息收集、工作状况显示、并依据需要对前沿控制机进
行冗余处理。它由一个CAN-PC总线适配卡与外部
" t5 e# S1 o, R; `2 Y0 tCAN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
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
据并予以分析、判断、打印报表,实时显示发现前沿控
1 G0 v  H2 k5 s  n% ~制器故障,指挥备份设备投入操作,对整个现场进行监
视和调度。
" O  t. G2 Z+ k* T/ Q) k/ {- S2.2智能控制器的设计
8 a& i7 f8 r) N7 R0 L# f智能控制器结构组成如图1所示。清纱机智能控
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
9 ~+ h: H' p5 j; k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
A/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
" q4 v( B! C. E1 i6 f3 O制器。外接触摸键盘、高亮度数码显示系统,采用串行
7 X3 M2 K" t$ I$ w+ X输入、并行输出。串行EPROM 93C66利用I'C总线与
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
- F  |9 R, M& [. L/ h: D对通过的纱线进行信号变换及调整后输入到单片机，
% ~  e! ~. ^& ~8 l6 B经过A/D转换并予以处理。控制器可接收.上位机发来
) e4 x0 a: R- Y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
! N8 P& G8 a& ]5 H+ t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
转换器输出四路模拟量,控制执行机构。依据参数设定
) Q; j5 \! k) q$ l, B% h0 o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。
3CAN现场总线局域网设计
- y% Q) e! @, x! aCAN总线是一种多主控制网络,可有效支持分布
式控制和实时控制双线串行通讯网络,CAN具有强有
5 \+ e3 _; O3 E+ S& N9 z( 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
0 x1 [! i4 g: ^4 x( `布信息。CAN具有非破坏性的总线仲裁功能,有效地
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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