引言

現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域又一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始，并對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。控制器局域網(wǎng)CAN（Controller Aera Network）屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有極高的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性的特點(diǎn)，是一種有效支持集散控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制的多主串行總線。

1. 基于CAN總線的集散控制系統(tǒng)



圖1 基于CAN總線的集散控制系統(tǒng)

基于CAN總線的集散控制系統(tǒng)如圖1所示，采用現(xiàn)場(chǎng)總線式控制系統(tǒng)FCS（Fieldbus Control System）結(jié)構(gòu)，由上位機(jī)、CAN總線控制網(wǎng)絡(luò)、CAN智能節(jié)點(diǎn)組成。上位機(jī)主要完成在線系統(tǒng)監(jiān)控，上位機(jī)通過(guò)CAN適配卡與CAN總線相連;CAN智能節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)采集及計(jì)算、節(jié)點(diǎn)設(shè)定、節(jié)點(diǎn)控制、運(yùn)行顯示等。上位機(jī)和智能節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線交換各種數(shù)據(jù)和管理控制信息。

2. CAN的性能特點(diǎn)

CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通訊方式靈活，且無(wú)需站地址等節(jié)點(diǎn)信息。
　　
CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí)，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134μs內(nèi)得到傳輸。

CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)的退出發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)較高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。

CAN只需要通過(guò)報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無(wú)需專門的“調(diào)度”。

CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5kbps以下）;通信速率最高可達(dá)1Mbps（此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m）。

CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)，報(bào)文標(biāo)識(shí)符可達(dá)2032種（CAN2.0A），而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)（CAN2.0B）的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制。

CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，具有極好的檢錯(cuò)效果。

CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。

CAN通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。

CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。

上海繹捷自動(dòng)化科技有限公司R2000E系列儀表已采用最先進(jìn)的CAN總線功能，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域引用。