基于iCAN 協(xié)議的CAN-bus 分布式控制系統

1.1iCAN系統的誕生

工業(yè)控制系統的網(wǎng)絡(luò )化趨勢，使得工業(yè)控制系統逐漸采用更加徹底的分散式結構，而在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，現場(chǎng)總線(xiàn)的應用起到了主導的作用。

作為市場(chǎng)上占有率很高的現場(chǎng)總線(xiàn)之一，CAN-bus總線(xiàn)憑借其開(kāi)放性、高可靠性、良好的實(shí)時(shí)性、較低的成本，在工業(yè)控制、遠程數據傳輸等各領(lǐng)域中都獲得了廣泛地應用。

通過(guò)建立一個(gè)CAN-bus總線(xiàn)的硬件平臺，再綜合一些優(yōu)秀產(chǎn)品必需具備的要素：便于實(shí)現的行業(yè)方案、較低的系統成本、優(yōu)秀的產(chǎn)品性能等，即誕生了一種完整功能的現場(chǎng)總線(xiàn)數據采集網(wǎng)絡(luò )；這就是基于CAN-bus總線(xiàn)的iCAN系統。

1.2iCAN系統簡(jiǎn)介

iCAN系統，即基于iCAN協(xié)議的CAN-bus分布式數據采集網(wǎng)絡(luò )；iCAN系統主要由三個(gè)要素構成：PC-CAN接口卡、iCAN協(xié)議、iCAN功能模塊。

iCAN協(xié)議，是一種基于CAN-bus連接的應用層協(xié)議，具有實(shí)現方便、應用可靠的優(yōu)點(diǎn)。

iCAN功能模塊，集成CAN-bus通訊接口與iCAN應用層協(xié)議，提供DI、DO、AI、AO、RTD、TC、計數器、頻率計等數據采集功能，為主控PC與現場(chǎng)設備之間提供完整的信號采集與通訊功能。

支持iCAN協(xié)議的PC-CAN接口卡，支持組態(tài)軟件、動(dòng)態(tài)庫等多種編程方式，令通用PC平臺具備網(wǎng)絡(luò )管理、設備控制、數據記錄等功能，實(shí)現強大的人機交互功能。

1.3iCAN系統結構

iCAN系統主要用于實(shí)現CAN-bus應用中的通訊控制和數據采集方案。因此，iCAN系統具有構建靈活、結構簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)勢；并且，由于采用CAN-bus總線(xiàn)，系統具有良好的可靠性和穩定性。同時(shí)，iCAN系統具有易于組態(tài)，安裝、運行、維護簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。

圖0.1為iCAN系統的網(wǎng)絡(luò )結構圖。一個(gè)實(shí)際運行的iCAN系統主要由PC-CAN接口卡、iCAN功能模塊組成。iCAN系統支持多種用戶(hù)開(kāi)發(fā)方式，并且支持常用的組態(tài)軟件環(huán)境。

根據應用環(huán)境的需求，iCAN系統可以增加CAN-bus網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋設備，以適應實(shí)際系統的網(wǎng)絡(luò )規模和通訊距離，以及終端設備在安裝、布線(xiàn)等方面的要求。通過(guò)CAN-bus網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋設備，iCAN系統也可以方便地互連其它類(lèi)型的現場(chǎng)設備網(wǎng)絡(luò )，比如串行通訊網(wǎng)絡(luò )RS-232或RS-485、以太網(wǎng)EtherNet等，或者連接DeviceNet/CANopen網(wǎng)絡(luò )。

作為一個(gè)能夠滿(mǎn)足實(shí)際控制需求的CAN-bus網(wǎng)絡(luò )，iCAN系統可以由用戶(hù)在現場(chǎng)按需配置，構成大型、中型或小型的分布式控制網(wǎng)絡(luò )。同時(shí)，iCAN系統能夠將多個(gè)不同功能、符合規范的CAN-bus產(chǎn)品有機聯(lián)網(wǎng)，形成一個(gè)實(shí)現指定功能的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，從而提供一整套完整的現場(chǎng)通訊和數據采集方案。