CAN總線(xiàn)在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)中的應用

0 引言

CAN—bus即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)之一。CAN總線(xiàn)可提供高達1 Mb/s的數據傳輸速率，使實(shí)時(shí)控制變得易于實(shí)現。由于CAN總線(xiàn)具有很高的實(shí)時(shí)性能，因此已被廣泛運用到各種自動(dòng)化控制系統中。

1自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)簡(jiǎn)介

本文描述的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)被廣泛應用在工業(yè)加工制造領(lǐng)域，是一個(gè)集機、電、控制于一體的綜合性的自動(dòng)化測控系統。該自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)由6個(gè)生產(chǎn)加工單元(工作站)組成，每個(gè)站由一個(gè)單獨的單片機控制器控制，如圖1所示。

工件在生產(chǎn)線(xiàn)上從一站到另一站的傳遞過(guò)程如下：上料檢測站將大工件按順序排好后提升傳遞，同時(shí)檢測工件顏色，通知后站，搬運站將工件從上料檢測站搬至加工站，加工站將對工件進(jìn)行加工并檢測被加工的工件，產(chǎn)生成品或廢品信息，通知下站，安裝搬運站將成品送至安裝工位，安裝站再對工件進(jìn)行安裝，最后，由安裝搬運站將安裝好的工件送至分類(lèi)站，分類(lèi)站將工件按顏色類(lèi)型送入相應的料倉并統計工件的數量和總量。如加工站有廢品產(chǎn)生，則安裝搬運站將廢品直接送人廢品收料站。

各工作站之間的信息(如準備好、忙、完成等)通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行相互傳遞，每個(gè)工作站成為CAN總線(xiàn)上的一個(gè)節點(diǎn)。

2 CAN網(wǎng)絡(luò )結構

本系統CAN網(wǎng)絡(luò )結構如圖2所示，與總線(xiàn)連接的每一個(gè)節點(diǎn)中包含了CAN控制器和CAN驅動(dòng)收發(fā)器?？偩€(xiàn)采用差分傳輸方式，以提高總線(xiàn)的可靠性和傳輸速率。CAN總線(xiàn)控制器選用Philips半導體公司的產(chǎn)品SJA1000，CAN收發(fā)器選用PCA82C250。

CAN控制器和CAN驅動(dòng)收發(fā)器的接口電路見(jiàn)圖3。

3 CAN通訊節點(diǎn)的軟件設計

3.1 CAN總線(xiàn)用戶(hù)通訊協(xié)議的設計

CAN包括CAN 2.0A和CAN 2.0B兩種標準，CAN 2.0B完全兼容CAN 2.0A，二者的主要區別在于報文所含標識符的位數不同。CAN 2.0B有兩種幀格式，標準幀和擴展幀，標準幀包含11位標識符，擴展幀包含29位標識符，而CAN 2.0A只有標準幀格式。

由于本系統中報文的格式相對簡(jiǎn)單，根據CAN總線(xiàn)技術(shù)規范CAN2.0A設計了用戶(hù)通訊協(xié)議，CAN總線(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)控制系統的各個(gè)節點(diǎn)都按此協(xié)議傳送信息。

用戶(hù)通訊協(xié)議標準幀結構的標識符和數據域的定義(共10個(gè)字節)見(jiàn)表1。

報文由描述符區和數據區組成。按通訊協(xié)議的規定，描述符區由1字節～2字節構成，數據區由1字節～8字節構成，實(shí)際所需字節數可根據用戶(hù)需要而定。在本系統中，幀結構由2字節的描述符和2字節的數據構成。