CAN總線的PLC通信網(wǎng)絡(luò)的研究

CAN總線與PLC通信網(wǎng)絡(luò)的定義

1 CAN總線的定義 (1)基本概念 CAN（Controller Area Network）指的是支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)，最初研究階段主要應(yīng)用于汽車開(kāi)發(fā)方面，具有成本投入少、安全方便、舒適高效的優(yōu)勢(shì)，人們逐漸意識(shí)到其優(yōu)勢(shì)，CAN的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，在工業(yè)設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備和船舶等不同領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要作用。相繼研發(fā)了大量的電子控制系統(tǒng)，不同系統(tǒng)的可靠性不同，應(yīng)用的通信中數(shù)據(jù)類型也有所差異，系統(tǒng)包括多條數(shù)據(jù)總線，所以存在大量的線束?？煽啃?、高性能是CAN 最顯著的特點(diǎn)，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也獲得了極大的進(jìn)步，被列為目前自動(dòng)化領(lǐng)域中的一項(xiàng)重點(diǎn)研究課題，可以將其視作自動(dòng)化領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。 (2)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn) 現(xiàn)場(chǎng)總線包括控制器局域網(wǎng)CAN，分布式控制系統(tǒng)在CAN總線的支持下發(fā)揮重要作用，其優(yōu)點(diǎn)如下：

第一，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的冗余能力，提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通信的可靠性和快速性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性能。

第二，縮短了開(kāi)發(fā)周期。在通信協(xié)議的保障下，CAN接口芯片及控制器芯片的應(yīng)用更加方便，從而使開(kāi)發(fā)時(shí)間更短。

第三，具有國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線，CAN總線已經(jīng)具有國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是因?yàn)槠渫ㄐ潘俾矢?、?jiǎn)便、性價(jià)比高等特點(diǎn)，而且近些年被廣泛地應(yīng)用于各領(lǐng)域，極具競(jìng)爭(zhēng)力。

第四，CAN 作為目前所有現(xiàn)場(chǎng)總線中的發(fā)展前景最為廣闊，同時(shí)也是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線中的關(guān)鍵部分，同其他通信總線相比，可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性是CAN總線突出的特點(diǎn)，憑借其良好的性能和特點(diǎn)，CAN總線的前途越來(lái)越寬敞。其特點(diǎn)是完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理、使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及傳輸距離和速率。

2 PLC的定義

（1）基本概念 PLC即可編程邏輯控制器，主要應(yīng)用的是具有可編輯功能的存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)在內(nèi)部存儲(chǔ)中進(jìn)行相應(yīng)的算數(shù)、順序控制、計(jì)數(shù)等一系列的邏輯運(yùn)算，完成用戶發(fā)出的命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同生產(chǎn)過(guò)程、多種機(jī)械生產(chǎn)的輸出和輸入控制，這個(gè)過(guò)程中主要采取的是模擬形式及數(shù)字形式。

（2）功能和特點(diǎn) 可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)。 ①使用方便，編程簡(jiǎn)單其編程語(yǔ)言的類型主要包括語(yǔ)句表、邏輯圖及梯形圖等相對(duì)簡(jiǎn)單、清晰的形式，對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的要求水平不高，所以大大縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，方便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作。 ②功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。PLC可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。 ③硬件配套齊全，使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。 ④可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。 ⑤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間短。 CAN總線的PLC通信網(wǎng)絡(luò) 1 建立硬件方案使用RS232-CAN適配器，能夠?qū)Χ嗯_(tái)聯(lián)網(wǎng)的PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)通信的方案即每臺(tái)PLC或者PC都有一個(gè)專屬的RS-232標(biāo)準(zhǔn)通訊端口，一個(gè)RS-232通道和一個(gè)CAN-bus通道集成一個(gè)網(wǎng)關(guān)，能夠便捷地將PLC或PC與RS-232端口連接上。PC對(duì)PLC網(wǎng)絡(luò)的集中式監(jiān)控是由PC和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)PC網(wǎng)關(guān)和PLC網(wǎng)關(guān)處理和轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)的。