基于CAN總線的變頻設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1　引言

　　近年來(lái)，隨著國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的提出，對(duì)節(jié)能節(jié)電的重視程度越來(lái)越高，特別是加大了對(duì)國(guó)有企業(yè)中的大型用電設(shè)備的節(jié)能改造力度，變頻器在油田、煤礦、發(fā)電廠、鋼鐵廠等國(guó)有大型企業(yè)中的使用數(shù)量越來(lái)越多。特別是油田上，抽油機(jī)變頻器、潛油電泵變頻器、注水泵變頻器和加熱電源等電力電子設(shè)備在油田的大面積推廣使用。根據(jù)油田生產(chǎn)野外作業(yè)的特殊性，即每個(gè)設(shè)備之間的距離比較遠(yuǎn)，但又相對(duì)集中，所以基于各種現(xiàn)場(chǎng)總線的集中控制顯得越來(lái)越有必要。can總線在變頻設(shè)備的集中管理和控制上顯示了突出的優(yōu)勢(shì)，其超遠(yuǎn)距離傳輸，和超強(qiáng)的抗干擾性是其他總線所不能比擬的。另外最重要的一點(diǎn)是在整個(gè)控制系統(tǒng)中，可不分主從的組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，方便地增減通訊節(jié)點(diǎn)。

　　山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司的中、低壓變頻器和加熱電源性能穩(wěn)定，各種保護(hù)功能齊全，具有rs－232和rs－485通訊接口。到2007年6月份止，在大慶油田，勝利油田的使用中、低壓變頻器總數(shù)數(shù)量超過(guò)700臺(tái)，其中勝利油田大概500臺(tái)左右，并且呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)。另外在新鄉(xiāng)制藥集團(tuán)的發(fā)酵罐應(yīng)用的變頻器設(shè)備也有上百套。這對(duì)于同一品牌的變頻器在同一領(lǐng)域內(nèi)的市場(chǎng)占有率是相當(dāng)高的。這就為基于can總線的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)提供了很大的市場(chǎng)條件，也有了推廣的必要性。另外該系統(tǒng)對(duì)于同時(shí)擁有多臺(tái)變頻設(shè)備的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)都能靈活應(yīng)用。

2　can總線介紹

　　can使用的通訊協(xié)議是csma／cd協(xié)議（carrier sense multiple access/collisiondetection）。網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在向總線發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候總是要監(jiān)聽(tīng)總線的狀態(tài)是否空閑，若檢測(cè)到?jīng)]有沖突，即總線處于空閑狀態(tài)，這時(shí)候每個(gè)節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的機(jī)會(huì)均等，即載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)。如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突，并做出相應(yīng)的無(wú)損仲裁處理。即在沖突以后，數(shù)據(jù)能保持不變，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)總線，等待下一次發(fā)送。

　　can協(xié)議是一個(gè)基于消息格式的協(xié)議而不是完全基于節(jié)點(diǎn)id的傳輸?shù)膮f(xié)議，廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼?；谶@種協(xié)議：消息的傳輸不只是按照地址從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)組播和廣播。廣播時(shí)，系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能接收總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并確認(rèn)是否每個(gè)消息都能被正確的接收。同時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能判斷接收的數(shù)據(jù)是應(yīng)該被保存還是立刻丟棄。在can通訊過(guò)程中的錯(cuò)誤檢測(cè)中主要包括：應(yīng)答錯(cuò)誤，格式錯(cuò)誤，位錯(cuò)誤，填充錯(cuò)誤。其中主要的錯(cuò)誤狀態(tài)有錯(cuò)誤激活，錯(cuò)誤認(rèn)可，總線關(guān)閉等。

　　can總線有以下特點(diǎn)：

　　（1） can可以是對(duì)等結(jié)構(gòu)，即多主機(jī)工作方式，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，不分主從，通訊方式靈活;

　　（2） can網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)可以分為不同的優(yōu)先級(jí)，滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)需要;

　?。?）can采用非破壞性仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)停止發(fā)送，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓;

　?。?）can可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通訊距離最遠(yuǎn)10km，在距離10km的設(shè)備傳輸速率也可達(dá)到5kbps，40m以?xún)?nèi)的傳輸速率為1mbps，節(jié)點(diǎn)數(shù)目可達(dá)110個(gè);

　　（5）can采用的是短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，具有crc校驗(yàn)和其它檢測(cè)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)幾率小。can節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉功能，不會(huì)影響總線上其它節(jié)點(diǎn)操作;

　　（6） 通訊介質(zhì)采用廉價(jià)的雙絞線，無(wú)特殊要求，用戶(hù)接口簡(jiǎn)單，容易構(gòu)成用戶(hù)系統(tǒng)。

3　系統(tǒng)拓?fù)?/FONT>