基于CAN总线构成的分布式清纱机控制系统

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6 j/ S- i3 R" u. s- {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
% y: t3 C2 P; c# Q. O2 f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。

9 E' ?) Z9 s; ]关键词:CAN 总线清纱机 工业局域网 单片机 分布式 控制系统
* Y- l6 Q/ i( E4 J5 F( a6 ?
( Z; Q( Q. @, F6 h$ a1 M  Q1引
! c, y1 X- _; e: K. q( `5 p7 V言
6 G: {4 d" v' e在纺织工程中,提高纺织质量关键之一，就是清除
; S) p7 h% G" F  _8 {由于丝质不良而引起的疵点，为此清纱处理是必不可
. [+ L& b) t, ~: S少的一道重要工序。实施分布式控制,可利用.上位机对
生产线上的每节清纱控制器进行监视和调度.CAN现
场总线把现场各个节点控制器连接起来构成工业子
" d' U5 A  z0 o4 ~1 X( u9 e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。
. ~4 k* y* T! \* e# X7 r2系统总体结构及硬件设计
, H/ W7 ^- B% d- i4 v% S+ _$ s  L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、
0 k7 W( q2 [" \3 X: L% L; o传感器和八台前沿控制器等组成。
2.1. 上位机监控系统
上位机负责备前沿控制器的参数设定,数据处理、
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
CAN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。
- ^& ^$ @7 }2 a9 Q7 P上位机中CAN总线通讯软件可实现与CAN总
0 x( T; u/ ~5 I* N8 ^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
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。
8 W0 F! x9 t5 H6 c) K2.2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
  F; j" N9 f% V4 I# ]制器以PHILIPS公司单片机87C598为核心加上必要
) s  [- ^( l, q8 X2 u的外围器件构成。该单片机具有片内CAN总线控制
3 f  ]5 t; |3 G( b! z器,可直接构成CAN现场总线局域网。它在80C51标
7 R3 ?/ P  o5 p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
/ r( G* y: u6 v" O/ ~电磁兼容性,抗干扰能力强,是一种高性能的8位微控
5 L; ^. s1 J' @制器。外接触摸键盘、高亮度数码显示系统,采用串行
- }, x: z) |' Q: p- ]: \输入、并行输出。串行EPROM 93C66利用I'C总线与
  ?& u8 I0 W* x& ?' m单片机相连接,用以保存控制器的设定值,一旦断电或
( K/ Z- v5 m$ C% L/ X% C' f" Y* d: o! h重新复位后,由93C66提供当前设定值。电容传感器
对通过的纱线进行信号变换及调整后输入到单片机，
经过A/D转换并予以处理。控制器可接收.上位机发来
- H/ n3 ?  c& |% z2 R9 F- g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
' C9 h8 {0 J# c! B% ^. E3 u* z, {口,四路模拟量输出口和三路PWM波形输出，并可控
/ r8 Q) V" S7 K+ I! p制发出报警信号。单片机利用DAC1210十二位D/A
, [5 v( i% ~+ D+ s& L' F; O7 ^& E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
8 |6 l% S' s3 }- O& ~: @动定位。
3CAN现场总线局域网设计
4 m7 C) _% X" Z2 e: [3 r8 Z3 HCAN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
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
- f+ D& R. T+ L# a布信息。CAN具有非破坏性的总线仲裁功能,有效地
. u& A8 m- e  S6 x" U7 p
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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