基于CAN总线构成的分布式清纱机控制系统

StepPeng33

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
: m7 L. w, A0 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。
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. @* ~; _) ]5 \关键词:CAN 总线清纱机 工业局域网 单片机 分布式 控制系统
" }* M& G. O) C" Y6 p
- B- b- f, h/ v$ e5 a: ^4 L1引
8 G8 ]$ p4 r4 F/ r/ \8 j言
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
$ V! P! t* y% w" }) C" \少的一道重要工序。实施分布式控制,可利用.上位机对
5 f" c+ E3 `$ y7 X9 \7 w0 A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
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。
$ V1 }, B6 f- v0 B. u2系统总体结构及硬件设计
8 j3 g3 y0 [, Q1 n# U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、
传感器和八台前沿控制器等组成。
. f5 ], L4 i* b$ Z+ j2.1. 上位机监控系统
* Y5 L( t6 H! c/ [7 S上位机负责备前沿控制器的参数设定,数据处理、
$ }) d+ B7 q% v3 g# T6 Z7 g' ~0 b信息收集、工作状况显示、并依据需要对前沿控制机进
3 V5 F3 [% R1 z; r0 p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
# t. o( l& {* Z" ~, H. T2 n+ b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
: t4 M, w3 v4 j" s线控制局域网信息交换,可用来对前沿控制器的参数
* h  u; }4 i6 Y  j整体设置,通过CAN现场总线收集现场各设备的数
$ _) K6 M, b( z9 d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
" ^/ g, T3 H+ C' |$ A" v视和调度。
2.2智能控制器的设计
+ B5 Q- m: U. C+ i智能控制器结构组成如图1所示。清纱机智能控
/ K9 X+ ^: F" x+ B4 Y# z制器以PHILIPS公司单片机87C598为核心加上必要
: ~  P# x- `9 D/ V* D, l的外围器件构成。该单片机具有片内CAN总线控制
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
( U, n9 w* Q. Y' r$ pA/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
制器。外接触摸键盘、高亮度数码显示系统,采用串行
输入、并行输出。串行EPROM 93C66利用I'C总线与
3 \: P! X5 Y) c8 e! x' M$ ?单片机相连接,用以保存控制器的设定值,一旦断电或
- x) J, B4 D! h' W  Z) w( k& N( q重新复位后,由93C66提供当前设定值。电容传感器
# _. x* o! S8 ~5 V9 ~' O$ Z2 m对通过的纱线进行信号变换及调整后输入到单片机，
3 r, y9 E' B% s2 u; N* z( F经过A/D转换并予以处理。控制器可接收.上位机发来
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
1 ?' E/ `/ v8 @' S/ x; `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
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
CAN总线是一种多主控制网络,可有效支持分布
! l( _( }, o  X  _% z1 ~* [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
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