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基于CAN总线网络监控系统研究与开发
现场总线控制系统是新一代的全分布式控制系统,适应了控制系统向智能化、网络化、分散化发展的趋势,具有强大的生命力,它将使控制系统的体系结构以及自动化技术发生一次根本性变革。 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物,是应用在工业生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通讯的底层网络控制系统。现在总线控制系统采用双绞线、多回路的全数字化信息传输不仅提高了整个系统的可靠性和抗干扰能力,同时也大大节省了整个系...
现场总线控制系统是新一代的全分布式控制系统,适应了控制系统向智能化、网络化、分散化发展的趋势,具有强大的生命力,它将使控制系统的体系结构以及自动化技术发生一次根本性变革。 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物,是应用在工业生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通讯的底层网络控制系统。现在总线控制系统采用双绞线、多回路的全数字化信息传输不仅提高了整个系统的可靠性和抗干扰能力,同时也大大节省了整个系统的投资、安装及后期的维护费用;现场设备的智能化及可互连和互操作性,有助于现场总线控制系统进一步向分散化、智能化、网络化方向发展。现场总线是一种开放式和分布式的新模式,是当今自动化领域技术发展的热点之一,现场总线技术的发展与应用,必将引起工业控制领域的一场深刻变革。 CAN(控制器局域网)属于现场总线的范畴,是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。CAN总线具有成本低、速度快、实时性和可靠性高的特点,成为在世界范围内得到广泛使用的现场总线国标标准之一。由于其卓越的性能,CAN总线的应用范围已不再局限于汽车工业,被广泛应用到自动控制、楼宇自动化、医学设备等各个领域。因此,本文在简要介绍了现场总线技术后,重点对现场总线领域很有发展前途的CAN总线技术进行了详细阐述。 智能控制是控制理论和技术发展的高级阶段,是一个新兴的并正在迅速发展的领域,它主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。本文在分析了CAN总线2.0B协议标准的基础上,给出了建立CAN总线控制网络模型的原理,在此基础上分析了CAN总线节点软、硬件的实现方法。本文采用CAN现场总线技术,设计开发了一种分布式控制系统,系统中采用了控制、通信、网络和电路设计等多领域的较先进的技术,使系统具有较完备的控制功能和丰富的监测功能,具有稳定的性能,良好的可扩展性和优良的性能价格比。 基于CAN总线的分布式网络监控系统将CAN现场总线技术应用于核医疗设备监控、运行过程的智能化监测、保护和管理。它是由位于监控中心的主控计算机、USB-CAN转换器和位于设备各部分电子单元的控制节点构成。控制节点可以不依赖CAN网络,独立实现对设备各电子单元的监控保护功能,也可以通过CAN网络和上位机进行信息交互;USB-CAN转换卡完成CAN总线协议和USB协议之间的转换;主控计算机可以通过CAN网络与各个控制节点通信,实现集中管理功能;从而形成分散监控和集中管理于一体的分布式监控结构。 论文主要内容概括如下: (1)探究现场总线控制技术的概念和特点、网络体系结构和模型。 (2)介绍应用的现场总线CAN(Control Area Network)总线的性能特点,分层结构。 (3)详细阐述了CAN总线的分布式监控系统设计,主要包括整体结构设计,智能节点硬件,软件设计。 (4)根据整体设计要求,制定CAN总线应用层协议。 (5)通过现场功能测试实验,实验表明系统具有实时性好、抗干扰能力强、可扩展性好等特点。实现预期要求。
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作者: 黄欢
学科专业: 核技术及应用
授予学位: 硕士
学位授予单位: 成都理工大学
导师姓名: 吴建平
学位年度: 2009
语 种: chi
分类号: TP336 TP393.0
在线出版日期: 2009年12月31日