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      艾默生PLC的CAN總線集成化應用

      2013年04月16日 15:51:27人氣:1752來源:

        工控摘要:數字電子信息技術的飛速發(fā)展對*的制造業(yè)日益起著巨大的推動作用,使得制造業(yè)的各種設備的設計越來越電子化,數字化,網絡化。
        
        ECCT產品是艾默生公司推出的一款專應用于紡織行業(yè)的具有CAN總線協(xié)議的PLC控制器,它不僅滿足了紡織的基本I/O工藝需求,更是把CAN總線協(xié)議地融合進去,使用戶很輕易地把系統(tǒng)的各種設備通過CAN協(xié)議進行連接,本文介紹了CAN總線功能在艾默生PLC上的應用。
        
        CAN總線基礎知識簡介
        
        CAN總線(CONTROLLERAREANETWORK,控制器局部網絡)由德國BOSCH公司首先提出來的,CAN總線是目前工業(yè)界廣泛應用的總線。其特點簡要歸納如下:
        
        1)CAN控制器工作于多主站方式,網絡中的各節(jié)點都可根據總線訪問優(yōu)先權(取決于報文標識符)采用無損結構的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數據。而利用RS-485只能構成主從式結構系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢的方式進行,系統(tǒng)的實時性、可靠性較差。
        
        2)CAN協(xié)議廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼,而代之以對通信數據進行編碼,其優(yōu)點是可使網絡內的節(jié)點個數在理論上不受限制,加入或減少設備都不影響系統(tǒng)的工作。同時可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數據,這些特點使得CAN總線構成的網絡各節(jié)點之間的數據通信實時性強,并且容易構成冗余結構,提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。
        
        3)CAN總線通過CAN控制器接口芯片的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連,而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài),CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這樣就保證不會出現類似在RS-485網絡中系統(tǒng)有錯誤時會導致出現多節(jié)點同時向總線發(fā)送數據而導致總線呈現短路從而損壞某些節(jié)點的現象。而且CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能,以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響,從而保證不會出現象在網絡中,因個別節(jié)點出現問題,使得總線處于“死鎖”狀態(tài)。
        
        4)CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現,從而大大降低了用戶系統(tǒng)開發(fā)的難度,縮短了開發(fā)周期,這些是僅僅有電氣協(xié)議的RS-485所*的。
        
        5)與其它現場總線比較而言,CAN總線通信zui高速率可達1MBPS,傳輸速率為5KBPS時,采用雙絞線,傳輸距離可達10KM,并且數據傳輸可靠性高;CAN總線是具有通信速率高、容易實現、且性價比高等諸多特點的一種已形成標準的現場總線。這些也是目前CAN總線應用于眾多領域,具有強勁的市場競爭力的重要原因。
        
        CAN總線與RS485方式的區(qū)別:
        
        CAN總線系統(tǒng)結構:CAN總線每個節(jié)點需要帶有CAN協(xié)議控制芯片及適當的接口電路,節(jié)點之間通過雙絞屏蔽線進行總線式連接,首尾節(jié)點需要接120R的匹配電阻,通信zui高速率可達1MBPS,傳輸速率越低,傳輸距離越遠。CAN協(xié)議的報文格式:CAN協(xié)議支持兩種報文格式CAN2.0A和CAN2.0B;CAN2.0A為標準格式,CAN2.0B為擴展格式;
        
        標準格式和擴展格式*的不同是標識符(ID)長度不同,標準格式為11位(ID10-ID0),擴展格式為29位(ID10-ID0,EID17-EID0)。
        
        在標準格式和擴展格式中,報文的起始位稱為幀起始(SOF),幀起始標志數據幀或遠程幀的起始,由一個單獨的“顯性”位(0)組成。由控制芯片自動完成,不需要用戶在程序中體現。
        
        然后是由11位標識符(ID10-ID0)(擴展格式為29位(ID10-ID0,EID17-EID0))和遠程發(fā)送請求位(RTR)組成的仲裁場。RTR位標明是數據幀還是請求幀,在請求幀中沒有數據字節(jié)。
        
        控制場包括標識符擴展位(IDE),指出是標準格式還是擴展格式。它還包括一個保留位(RBO),為將來擴展使用。它的zui后四個位用來指明數據場中數據的長度(大小就是由DLC3-DLC0組成的2進制數據)。數據場范圍為0~8個字節(jié)(DATAFIELD),其后有一個檢測數據錯誤的循環(huán)冗余檢查(CRC)。
        
        應答場(ACK)包括應答位和應答分隔符。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平(邏輯1),這時正確接收報文的接收站發(fā)送主控電平(邏輯0)覆蓋它。用這種方法,發(fā)送站可以保證網絡中至少有一個站能正確接收到報文.
        
        報文的尾部由幀結束標出。在相鄰的兩條報文間有一很短的間隔位,如果這時沒有站進行總線存取,總線將處于空閑狀態(tài)。
        
        艾默生PLC集成CAN總線功能介紹
        
        ECCT的CAN通信功能支持CAN2.0A協(xié)議和CAN2.0B協(xié)議,通信波特率設置范圍為5-100KBPS,可以通過艾默生plc編程軟件CONTROLSTARFORECCT進行設置。具體使用步驟如下:
        
        1)基本設置:在工程管理器里雙擊“系統(tǒng)塊”,在彈出的窗口選擇“CAN口設置”,在“CAN口參數設置”里選擇“自由協(xié)議”,然后單擊后面的“自由口設置”按扭。在彈出的窗口選擇協(xié)議類型“2.0A”或“2.0B”,然后再下拉選擇“波特率”zui后單擊“確定”,把系統(tǒng)塊下載到PLC里。
        
        2)數據發(fā)送:使用指令CANXMT,并以CAN2。0A協(xié)議為例描繪了它們之間的對應關系。
        
        3)數據接收:使用CANRCV指令(參數含義如下)或使用CAN接收中斷功能
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