【正文】 荷。為了減少組態(tài)工作量CANOpen 網(wǎng)絡(luò)定義了強(qiáng)制性的缺省標(biāo)識(shí)符地址分配表。在CANOpen 網(wǎng)絡(luò)中附加預(yù)定義對(duì)等通訊能力, 所有的站點(diǎn)是對(duì)等的, 數(shù)據(jù)交換可以直接由站(設(shè)備) 之間組織。 CANOpenCANOpen 是基于CAN 總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。DeviceNet 采用了兩種通信機(jī)制: 非連接消息管理模式和預(yù)定義主/ 從連接模式。設(shè)備網(wǎng)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)和編址方式使設(shè)備網(wǎng)可以在不改變基本的協(xié)議和連接模型的基礎(chǔ)上無限制的擴(kuò)展其能力。DeviceNet 采用了面向?qū)ο蟮募夹g(shù), 對(duì)象模型為管理和實(shí)現(xiàn)DeviceNet 產(chǎn)品組件的屬性(數(shù)據(jù)) , 服務(wù)(方法或步驟) 和行為提供了一個(gè)模板。以I/ O 報(bào)文為例, I/ O 報(bào)文經(jīng)過分割形成I/ O 報(bào)文片段時(shí), 數(shù)據(jù)場(chǎng)中有一位由報(bào)文分割協(xié)議使用。連接標(biāo)識(shí)符提供了I/ O 報(bào)文的相關(guān)信息, 在I/ O 報(bào)文利用連接標(biāo)識(shí)符發(fā)送之前, 報(bào)文的發(fā)送和接受設(shè)備都必須先進(jìn)行設(shè)定。DeviceNet 使用數(shù)據(jù)幀傳送數(shù)據(jù), 遠(yuǎn)程幀沒有被使用, 超載幀和出錯(cuò)幀則用于例外情況的處理。DeviceNet 在CAN 協(xié)議的基礎(chǔ)上加入了自己的應(yīng)用層協(xié)議, 結(jié)合了CAN 總線的優(yōu)點(diǎn), 同時(shí)也滿足了更為復(fù)雜的要求。 DeviceNet1．概述DeviceNet 最初由Rock well 旗下Allen Bradly 公司研制開發(fā), 為PLC 和智能傳感器設(shè)計(jì)。CAN 只提供了非確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)等。2．字節(jié)2~字節(jié)5為報(bào)文識(shí)別碼，29位有效。（2）CAN擴(kuò)展幀信息為13B，包括兩部分：信息和數(shù)據(jù)部分。 注：1．字節(jié)1為幀信息。當(dāng)某接收因內(nèi)部原因要求緩發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀時(shí)，它向總線發(fā)出超載幀。在遠(yuǎn)程幀中，除了遠(yuǎn)程幀的RTR位是隱性的，設(shè)置成1表示被動(dòng)狀態(tài)外，其余部分與數(shù)據(jù)幀完全相同。（7）幀結(jié)束：每個(gè)數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀均由7個(gè)隱位組成的標(biāo)志序列界定。在應(yīng)答場(chǎng)中，發(fā)送器送出兩個(gè)隱位。 控制場(chǎng)的組成標(biāo)準(zhǔn)格式中控制場(chǎng)包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼、IDE位（顯性）及保留位r0； 擴(kuò)展格式中控制場(chǎng)包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼、兩個(gè)保留R1和R0。 仲裁場(chǎng)組成替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求位SRR是一隱性位，它在擴(kuò)展幀中標(biāo)準(zhǔn)幀的RTR位的位置被發(fā)送，因而替代標(biāo)準(zhǔn)幀的RTR位。在標(biāo)準(zhǔn)格式中，仲裁場(chǎng)由11位標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位TRT組成，~，而在擴(kuò)展格式中，仲裁場(chǎng)由29位標(biāo)識(shí)符、替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求SRR位、標(biāo)志位和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位組成。（2）仲裁場(chǎng)（Arbitration Field）由標(biāo)志符（Identifier）和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTR）標(biāo)志組成。1．?dāng)?shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀由7個(gè)不同的位場(chǎng)組成，即幀起始標(biāo)志位、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)、CRC檢查場(chǎng)、ACK應(yīng)答場(chǎng)和幀結(jié)束標(biāo)志位。 CAN位數(shù)率與傳輸距離 CAN總線的分層結(jié)構(gòu)CAN通訊協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。 CAN總線的位數(shù)值表示 CAN中的總線數(shù)值為兩種互補(bǔ)邏輯數(shù)值：“顯性”或“隱性”。9．CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，具有極好的檢錯(cuò)效果。5．CAN節(jié)點(diǎn)只需要通過對(duì)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符濾波即可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等方式傳送接收數(shù)據(jù)。 CAN總線的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) CAN總線的主要特點(diǎn)1．CAN是目前為止惟一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。CAN總線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：（1）基于CAN的拓?fù)涓拍睿壕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一步，也是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和通信費(fèi)用等都有很大影響。帶CAN適配卡的上位機(jī)在CAN總線系統(tǒng)中相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CAN已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。該系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)圓盤給料機(jī)進(jìn)行給料。將每臺(tái)變頻器集中在變頻電控制柜中。其功能如下：1)能實(shí)現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)程操作(啟停、手自動(dòng)轉(zhuǎn)換、單動(dòng))；2)能快速修改各臺(tái)電子秤的計(jì)量參數(shù)及換倉(cāng)后各物料吸收系數(shù)的變更設(shè)置；3)修改配料系統(tǒng)的控制參數(shù)；4)根據(jù)工藝要求，可隨時(shí)、方便的選定、修改、更換配比和配料總流量；5)當(dāng)物料水分含量發(fā)生變化時(shí),可方便的變更水分組和手動(dòng)輸入各物料的水分變化量；6)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，可對(duì)打印時(shí)間間隔、報(bào)警時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。0）開發(fā)研制的通用應(yīng)用程序，整個(gè)程序兼顧鼠標(biāo)和鍵盤操作。2．儀表控制部分與監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用CAN總線通信方式，信號(hào)傳輸?shù)目焖賹?shí)時(shí)性更高、抗干擾更強(qiáng)、可靠性更高，保證配料精度和穩(wěn)定性。每一個(gè)稱重控制都是一個(gè)“小閉環(huán)”控制系統(tǒng)。只要保證q(t)通過這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、處理，從而充分地提高該焦化廠產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率，發(fā)揮人力、物力和實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化控制。 系統(tǒng)工藝流程圖 系統(tǒng)工作方式系統(tǒng)檢修和工作方式手動(dòng)檢修方式：即通過現(xiàn)場(chǎng)操作箱選擇開關(guān)及按鈕控制變頻器以點(diǎn)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反向運(yùn)行速度；工作方式有二種：第一種是儀表自動(dòng)給料，即通過稱重控制儀表鍵盤，任意給定所需給料量，并通過給料量大小變化自動(dòng)調(diào)整變頻器頻率(電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度)；第二種是上位機(jī)自動(dòng)給料，給料設(shè)定就可由上位機(jī)畫面來完成。為提高皮帶配料秤的計(jì)量精度和配料系統(tǒng)給料精度，所有給料機(jī)的皮帶配料秤均采用變頻調(diào)速的方式進(jìn)行控制。在CSMA/CD這樣的網(wǎng)絡(luò)中,如Ethernet,系統(tǒng)往往由于過載而崩潰,而這種情況在CAN中不會(huì)發(fā)生。這種位仲裁的方法可以解決當(dāng)兩個(gè)站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的碰撞問題。在第二種方法中,總線按傳送數(shù)據(jù)的基本要求分配給一個(gè)站 ,總線系統(tǒng)按站希望的傳送分配(如：Ethernet CSMA/CD)。 CAN總線與其他通信方式的比較在實(shí)踐中,有兩種重要的總線分配方法:按時(shí)間表分配和按需要分配。另外，CAN總線采用了多主競(jìng)爭(zhēng)式總線結(jié)構(gòu)，具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。通信速率可達(dá)1MBPS。其采用集總幀型的數(shù)據(jù)環(huán)通信，具有低速度、高效率的特點(diǎn)，并嚴(yán)格保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫院椭芷谛裕辉摽偩€的實(shí)時(shí)性、抗干擾性和可維護(hù)性也非常出色。WorldFIP與FFHSE可以實(shí)現(xiàn)“透明聯(lián)接”，并對(duì)FF的H1進(jìn)行了技術(shù)拓展，如速率等。2005年7月CCLink被中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性技術(shù)文件。Communication Link（控制與通信鏈路系統(tǒng)）的縮寫，在1996年11月，由三菱電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司推出，其增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，在亞洲占有較大份額。其通信模型采用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主從應(yīng)答方式和多點(diǎn)廣播方式。PROFIBUS支持主從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。由PROFIBUSDP、PROFIBUS－FMS、PROFIBUS－PA系列組成。DebiceNet基于CAN技術(shù)，傳輸率為125Kbit/s至500Kbit/s,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)為64個(gè)，其通信模式為：生產(chǎn)者/客戶（Producer/Consumer），采用多信道廣播信息發(fā)送方式。Lonworks技術(shù)采用的LonTalk協(xié)議被封裝到Neuron（神經(jīng)元）的芯片中，并得以實(shí)現(xiàn)。目前已有多家公司開發(fā)了符合CAN協(xié)議的通信芯片。2．CAN（ControllerAreaNetwork 控制器局域網(wǎng)） 最早由德國(guó)BOSCH公司推出，它廣泛用于離散控制領(lǐng)域，其總線規(guī)范已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OSI的簡(jiǎn)化模型（1，2，7層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，另外增加了用戶層。技術(shù)發(fā)展很大程度上受到市場(chǎng)規(guī)律、商業(yè)利益的制約；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不僅是一個(gè)技術(shù)規(guī)范，也是一個(gè)商業(yè)利益的妥協(xié)產(chǎn)物。4．多種總線成為國(guó)家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為了加強(qiáng)自己的競(jìng)爭(zhēng)能力，很多總線都爭(zhēng)取成為國(guó)家或者地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，比如PROFIBUS已成為德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，WorldFIP已成為法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)等。這些現(xiàn)場(chǎng)總線大都用于過程自動(dòng)化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線占有80%左右的市場(chǎng)。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具數(shù)字信息交換高速通信控制器局部網(wǎng)（CAN）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898），為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路?？刂破骶植烤W(wǎng) CAN（CONTROLLER AERANETWORK）正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的?，F(xiàn)場(chǎng)總線（FIELDBUS）能同時(shí)滿足過程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要，因而現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域。分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來的。 CAN bus目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 研究背景 1 2 現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀 2 主流現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介 3 CAN總線的簡(jiǎn)介 6 CAN總線與其他通信方式的比較 7第二章 燒結(jié)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 高爐控制系統(tǒng) 8 8 系統(tǒng)工作方式 9 系統(tǒng)各部分功能 10 操作站的功能 10 稱重皮帶秤及控制儀表功能 10 計(jì)算機(jī)監(jiān)控部分 11 變頻控制部分 12 現(xiàn)場(chǎng)操作箱 12 系統(tǒng)的過程控制實(shí)現(xiàn) 12第三章 CAN總線的概述 14 CAN總線的概念 14 CAN總線的結(jié)構(gòu) 14 CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 15 CAN總線的主要特點(diǎn) 15 CAN總線的位數(shù)值表示 16 CAN總線的通信距離 16 CAN總線的分層結(jié)構(gòu) 16 CAN報(bào)文的幀結(jié)構(gòu) 17 CAN報(bào)文的幀類型 17 CAN報(bào)文的幀格式 20 CAN總線的擴(kuò)展應(yīng)用及其協(xié)議介紹 22 概述 22 DeviceNet 23 CANOpen 24 CAN總線協(xié)議的內(nèi)容 25 CAN軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 25 CAN總線系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn) 25 報(bào)文發(fā)送 27 報(bào)文接收 28第四章 CAN通信應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計(jì) 29 配料控制器的協(xié)議 29 配料控制器發(fā)送的信息 30 配料控制器接收的信息 31 主控制器的協(xié)議 33 主控制器發(fā)送的信息 33 34 小結(jié) 35總 結(jié) 36參 考 文 獻(xiàn) 37附錄 A 38附錄 B 41致 謝 4445第一章 引 言 研究背景控制器局部網(wǎng)（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng)，由于其卓越性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門。關(guān)鍵詞：控制芯片；現(xiàn)場(chǎng)總線；自動(dòng)控制系統(tǒng)；CAN總線Sintering blast furnace system based on AT90CAN128 singlechip microputer——CAN Bus CommunicationAbstractWith the development of puter network technology and chip technology, the Controller chip has been significantly improved in the performance, continually Reduced in costs. Network almost has gone deep into every corner of our lives, and control network represented by a field bus is also playing an important role in the industrial and other control systems. Since the 9039。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 基于AT90CAN128單片機(jī)的高爐燒結(jié)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì) ——CAN總線通信部分摘 要隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和芯片技術(shù)的發(fā)展，控制芯片的性能大幅度提高，成本不斷減低，網(wǎng)絡(luò)幾乎深入到我們生活的每一個(gè)角落，以現(xiàn)場(chǎng)總線為代表的控制網(wǎng)絡(luò)也在工業(yè)以及其他控制系統(tǒng)中扮演著不可缺少的角色。CAN總線由于具有可靠性高、成本低、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)總線的實(shí)際工程應(yīng)用中占據(jù)了較大的份額；汽車電子在我國(guó)正方興未艾，作為其主要組成部分的CAN總線也得到了廣泛的使用，并且CAN在工業(yè)控制、小區(qū)智能監(jiān)控等熱點(diǎn)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景；使得CAN總線成為教學(xué)和科研方面極好的范例和基礎(chǔ)課程課題。 Automatic Control System。由于對(duì)系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：控制面向多元化，系統(tǒng)面向分散化，即負(fù)載分散、功能分散、危險(xiǎn)分散和地域分散。典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備組成。同時(shí)，正由于現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，也使得現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用得以不拘一格地發(fā)揮，并將為現(xiàn)場(chǎng)總線的完善提供更加豐富的依據(jù)。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。目前現(xiàn)場(chǎng)總線市場(chǎng)有著以下的特點(diǎn)：1．多種現(xiàn)場(chǎng)總線并存 目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場(chǎng)總線，如法國(guó)的FIP，英國(guó)的ERA，德國(guó)西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的Pnet，PeterHans公司的FMux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Aret，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國(guó)的DeviceNet與ControlNet等等。比如PROFIBUS以Sieme