基于CAN总线的新型可编程控制系统的研究与应用

【摘要】：20世纪末出现的现场总线,由于其具有全数字、全开放、高可靠性、实时性等一系列优秀的本质特点,为构成新一代全分布、数字化、网络化的工业测控系统奠定了基础,正在自动化邻域引起一次变革,已成为当今自动化领域技术发展的热点之一。 论文首先对控制系统发展历程进行了分析,结合我国控制系统的发展现状,在借鉴PLC的成功经验的基础上,从网络拓扑结构入手,将现场总线控制系统和可编程组态控制思想相结合,设计了一种全新的基于现场总线的可编程控制系统应用模型,实现将复杂的总线协议封装起来,提供给用户简单的可编程界面(指令编程和梯形图编程),使用户可以快速完成控制系统的组建工作,同时为先进的现场总线技术的推广应用提供了新的途径,适应控制系统的发展趋势。 讨论了现场总线控制系统的相关技术,并在借鉴当前各种现场总线控制系统结构模型的基础上,完成了系统的结构设计,并对系统的主体功能进行了规划,将系统中的各种节点依据不同的功能划分为监控节点、顺序控制节点和智能节点三种类型,对各种节点的功能进行了描述,并对系统的各种特性进行了分析,论述了系统的运行方式。 根据系统的功能规划,设计了基于CAN总线的系统应用层协议,实现了系统的可编程控制,论文对顺序控制节点、远程I/O节点和混合节点的软硬件设计方法进行了详细的论述。并且运用编译原理,实现了采用指令语言完成系统的控制程序输入,最后,结合相关厂家的情况,系统在发黑线的自动化改造工程进行了试验性的应用,并达到了预期的效果。 研究结果表明:这种基于现场总线的新型可编程控制系统既具有全分布、全数字化的特性,适应了控制系统的发展趋势,又具有很好的通用性和系统开发的简便性,有助于现场总线的推广应用,具有很好的实用价值。