CAN總線在織機狀態(tài)遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

1 織機狀態(tài)遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)方案

織機工作狀態(tài)參數(shù)眾多，對于織機狀態(tài)遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)來說，其主要目標是在異地對織機群整體狀態(tài)數(shù)據(jù)完成采集，提供計算、統(tǒng)計、分析和查詢功能，并能夠存儲、瀏覽和打印各類報表，為生產(chǎn)提供信息管理服務(wù)。主要包括：

(1)織機主要工作參數(shù)的監(jiān)測。如生產(chǎn)班次、織機機臺號、車速、引緯率、產(chǎn)量、織物品種、織疵類型、停機時數(shù)、故障原因等。

(2)織機生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析與處理。如崗位、車間和企業(yè)層次的不同產(chǎn)品產(chǎn)量報表、各織機的工作效率、故障分類及原因等。

根據(jù)這一目標要求，加上織機正常工作時工作參數(shù)較多，沒有必要將單臺織機的各種數(shù)據(jù)全部集中到監(jiān)控端處理，因此織機狀態(tài)遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)采取分級監(jiān)控的方法。由于CAN總線是主要用于各種過程監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為多主工作方式，可以進行點對點、一點對多點和全域廣播方式傳遞信息，且通信速率最高達1Mbps，傳輸距離可以達10km，具有極高的可靠性和較好的靈活性和實時性的優(yōu)點。利用CAN總線所具有的這些優(yōu)勢，采用CAN總線作為織機狀態(tài)信息雙向通信的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對織機狀態(tài)遠程集中監(jiān)控?？棛C狀態(tài)遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1織機狀態(tài)遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

由圖1可知，該系統(tǒng)由單臺織機監(jiān)控管理級和上位機遠程集中監(jiān)控管理級兩大部分組成。單臺織機監(jiān)控管理級主要由32位單片機MC68336完成織機工作參數(shù)設(shè)定、織機五大運動控制和織機工作狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)對單臺織機工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、處理和控制。

上位機遠程集中監(jiān)控管理級主要由計算機、CAN總線和其他輔助外部設(shè)備如打印機等組成。CAN總線節(jié)點由單片機MC68332、CAN控制器、CAN收發(fā)器組成。CAN總線系統(tǒng)很容易擴展成針對多織機對象的監(jiān)控系統(tǒng)。

系統(tǒng)的工作過程如下：系統(tǒng)開始工作時，對各個CAN總線節(jié)點MC68332、CAN控制器等進行初始化，MC68332接收織機各傳感器檢測的織機運動狀態(tài)參數(shù)進行數(shù)據(jù)處理，并將部分工藝參數(shù)顯示在織機顯示屏上。另一方面，上位機向CAN總線發(fā)出讀取各節(jié)點織機狀態(tài)參數(shù)的命令，MC68332接到命令后，將織機的主要工作參數(shù)，如織機機臺號、車速、引緯率、織物種類、產(chǎn)量、停機時數(shù)、故障原因等，按CAN規(guī)范規(guī)定的格式將其寫入CAN控制器的發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)，并啟動發(fā)送命令，通過CAN總線傳輸給上位機進行分析處理，實現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)上的信息的接收與發(fā)送。

2 CAN總線系統(tǒng)節(jié)點硬件設(shè)計

CAN總線系統(tǒng)節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)上信息的接收和發(fā)送站。本系統(tǒng)采用MC68332單片機作為CAN網(wǎng)絡(luò)的智能節(jié)點。CAN通信控制器選用SJAl000型，CAN收發(fā)器選用與之匹配的82C250型。CAN總線系統(tǒng)節(jié)點電路如圖2所示。

圖2 CAN總線系統(tǒng)節(jié)點電路如圖

為了保證CAN與MC68332單片機之間的時序同步，由CAN控制器SJAl000給MC68332提供時鐘信號。在實際應(yīng)用時，82C250的CANH和CANL引腳通過一個120Q的電阻與CAN總線相連，起到限制過電流對82C250的沖擊作用，提高數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

必要時，為了提高節(jié)點的抗干擾能力，可以在CAN控制器和CAN收發(fā)器之間增加光電隔離電路。由于CAN網(wǎng)絡(luò)不能直接連接到上位機的串行口，因此選用RS232，CAN轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)相互之間的通信。