CAN總線(xiàn)采集模塊到底具備什么優(yōu)點(diǎn)

眾所周知，對于每一個(gè)復雜的控制系統都是由各種各樣的傳感器、變送器等檢測設備組成，以便及時(shí)地將現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)和被控對象的各種參數反應到控制器或控制計算機，從而實(shí)現整個(gè)系統的精確控制。將這些傳感器檢測到的現場(chǎng)信號盡快的傳送到控制器或上位機進(jìn)行顯示、處理、傳輸和記錄的技術(shù)，稱(chēng)之為數據采集技術(shù)，這也是當今控制領(lǐng)域所研究的一個(gè)重要方向。目前，對于數據采集設備也提出了微型化、低功耗、長(cháng)壽命、高可靠性等要求。同時(shí)，為了適應多種任務(wù)的需要以及在各個(gè)領(lǐng)域中普遍應用，需要研制一種比較靈敏通用的數據采集模塊，對不同的采集任務(wù)應具有一定的適應性和實(shí)時(shí)性。

隨著(zhù)計算機、通信、集成電路、傳感器技術(shù)的發(fā)展，在控制領(lǐng)域又出現了一種新興的控制技術(shù)，即現場(chǎng)總線(xiàn)?，F場(chǎng)總線(xiàn)的出現，為數據采集提供了一種新的手段。在總線(xiàn)系統中，總線(xiàn)中的各個(gè)單元將分別完成各種不同的任務(wù)，系統中的測量、控制任務(wù)將大部分下放到現場(chǎng)的智能儀表單元中去。這種智能化儀表設計的概念使得總線(xiàn)系統的數據采集任務(wù)可以通過(guò)單獨的數據采集單元來(lái)完成。而基于CAN總線(xiàn)的數據采集模塊則是為了適應這樣的要求而設計的。CAN總線(xiàn)是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò )，具有可靠性高、成本低、傳輸距離遠、傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)，在國際上已經(jīng)得到了廣泛的應用。

由于分布在控制現場(chǎng)的各種傳感器、變送器的輸出可以是模擬量，也可以是數字量，為了將這些不同形式、不同類(lèi)型的信號能夠被基于CAN總線(xiàn)的控制器或上位機所識別，因此基于CAN總線(xiàn)的數據采集模塊所要完成的功能分為兩個(gè)方面：一方面是將未知的連續的模擬輸入信號轉換為微計算機能接收的數字信號，即模擬量數據采集，另一方面是將現場(chǎng)數字傳感器、變送器等設備所輸出的遵循某一協(xié)議格式的數字信號或數字量IO信號轉換成符合CAN總線(xiàn)協(xié)議的信息，即數字量數據采集。

深圳誠控電子研發(fā)的CAN總線(xiàn)采集模塊具有采樣數據更新速度快，轉換精度高，轉換線(xiàn)性誤差小，通信速率高，抗干擾性能強，出錯率極低，傳輸舉例較遠等特點(diǎn)，能很好地完成對現場(chǎng)信息的采集和進(jìn)行簡(jiǎn)單的數據處理及數據通信，由該類(lèi)模塊組成的系統特別適合于現場(chǎng)環(huán)境比較復雜、實(shí)時(shí)性要求高的分布式控制系統，且由于其價(jià)格低廉，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。

對于RS232、RS485、CAN等工業(yè)上常用的總線(xiàn)可能很多人都會(huì )很熟悉，這些都是傳輸數字信號的方式。工業(yè)上普遍需要測量各類(lèi)非電物理量，就像溫度、壓力、速度、角度等，這些都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上，工業(yè)上最廣泛采用的則是用4-20mA電流來(lái)傳輸模擬量。誠控電子的DAM-DA系列模塊就是將RSS232/RS485等數字信號轉換成4-20mA電流信號進(jìn)行傳輸。

上限取20mA是因為防爆的要求，20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒(méi)有取0mA的原因是為了能檢測斷線(xiàn)，正常工作時(shí)不會(huì )低于4mA，當傳輸線(xiàn)因故障斷路，環(huán)路電流降為零。電流型變送器將物理量轉換成4-20mA電流輸出，必然要有外電源為其供電。最典型的是變送器需要兩根電源線(xiàn)，加上兩根電流輸出線(xiàn)，總共要接四根線(xiàn)，稱(chēng)之為四線(xiàn)制變送器。當然電流輸出可以與電源公用一根線(xiàn)，可節省一根線(xiàn)，所以現在基本上將四線(xiàn)制變送器稱(chēng)之為三線(xiàn)制變送器。

其實(shí)可能也有人注意到，4-20mA電流本身就可以為變送器供電，變送器在電路中相當于一個(gè)特殊的負載，這種變送器只需外接兩根線(xiàn)，因而被稱(chēng)為兩線(xiàn)制變送器。工業(yè)電流環(huán)標準下限為4mA，因此在量程范圍內，變送器通常只有24V，4mA供電。采用電流信號的原因是不容易受干擾，因為工業(yè)現場(chǎng)的噪聲電壓的幅度可能達到數V，但是噪聲的功率很弱，所以噪聲電流通常小于nA級別，因此給4－20mA傳輸帶來(lái)的誤差非常??；電流源內阻趨于無(wú)窮大，導線(xiàn)電阻串聯(lián)在回路中不影響精度，因此在普通雙絞線(xiàn)上可以傳輸數百米；由于電流源的大內阻和恒流輸出，在接收端只需放置一個(gè)二百五十歐姆到地的電阻就可以獲得0－5V的電壓，低輸入阻抗的接收器的好處是nA級的輸入電流噪聲只產(chǎn)生非常微弱的電壓噪聲。

而像模擬量轉RS485采集模塊則是一款將遠程現場(chǎng)的模擬量信號采集至計算機的設備，其利用RS-485總線(xiàn)作為數據通信線(xiàn)路，能夠同時(shí)將八路模擬量輸入至模塊，4-20mA信號轉為485通信，或者0-10V信號轉為485通訊的智能模塊，采用十二位和十六位的高精度A/D轉換器電路組成，并通過(guò)RS-485總線(xiàn)傳輸至計算機。

因為是采用RS-485接口作為通信接口，其能夠多個(gè)模塊組合傳輸更多路數模擬量信號，并且能夠在線(xiàn)路上分散配置，采用地址碼進(jìn)行區分，通信速率9600bps，其他波特率可定制，采用ModbusRTU通信協(xié)議。模擬量輸入轉485模塊產(chǎn)品是采用工業(yè)接線(xiàn)端子，DIN導軌安裝方式，適應工業(yè)現場(chǎng)使用。支持9～36VDC電源彈性輸入，適用于工業(yè)現場(chǎng)多種電源規格。采用標準ModbusRTU協(xié)議，可以直接接入到基于Modbus通信的系統中使用，無(wú)需做大的改動(dòng)。采用RS-485總線(xiàn)作為通信線(xiàn)路，支持多個(gè)設備并聯(lián)，可擴展性好，方便靈活配置。