CAN總線在礦用低壓供電系統(tǒng)綜合保護中的應(yīng)用

1 引言
CAN（Controller Area network，控制器局域網(wǎng)） 總線屬現(xiàn)場總線的一種，由于它具有高性能、高可靠性、高性價比、連接方便、實時性好及其獨特的設(shè)計等突出優(yōu)點而被應(yīng)用于許多工業(yè)部門,目前已成為比較流行的一種現(xiàn)場總線,廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)中的各檢測和執(zhí)行機構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信。

我們在綜合保護器的設(shè)計中，通常都是采用485總線，通訊也采用命令、響應(yīng)方式。主機發(fā)出查詢信號，各測量模塊與主機通訊，報告各自數(shù)據(jù)及狀態(tài)。但在應(yīng)用現(xiàn)場中，通訊模塊太多，這樣就會使主機十分繁忙，數(shù)據(jù)就有可能不能及時得到響應(yīng)命令;并且一旦有一個模塊出現(xiàn)異常，就會影響到整個系統(tǒng)，考慮到實時性和安全性，我們將CAN總線用到了綜合保護器上。

2 CAN總線特點及協(xié)議
CAN總線最初是由德國奔馳公司在80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的傳感器和執(zhí)行裝置之間的數(shù)據(jù)通信而開發(fā)的一種先進的串行通訊協(xié)議目的是通過較少的信號線，將汽車上的各種電子設(shè)備將汽車上的各種電子設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，并提高數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)目煽啃浴?/P>

2.1 CAN總線有特點
（1） CAN總線通訊速率為1Mbps/40m和5kbps/10km，節(jié)點可達110個，傳輸介質(zhì)為雙絞線和電纜;
（2） CAN總線采用非破壞性仲裁技術(shù)，將節(jié)點信息分為不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時性要求;
（3） 當節(jié)點出現(xiàn)錯誤嚴重時，具有自動關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，可使總線上其它操作不受影響;
（4） CAN可實現(xiàn)全分布式多機系統(tǒng)，且無主從機之分，每個節(jié)點均可在任何時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點發(fā)送信息，可采用點對點，一點對多點及全局廣播幾種方式傳送數(shù)據(jù);
（5） CAN總線文報采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀信息都有CRC校驗以及其他檢錯措施，使數(shù)據(jù)出錯率低，可靠性極高;
（6） CAN 總線的成本低。

2.2 CAN總線協(xié)議
對通訊數(shù)據(jù)進行編碼（取消了傳統(tǒng)的對站地址編碼），數(shù)據(jù)塊標識符可由11位（CAN2.0A）或29位（CAN2.0B）二進制組成，最多可211或219個數(shù)據(jù)塊，從而使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)在理論上不受限制，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式還可使不同的節(jié)點同時接受相同的數(shù)據(jù)，這樣給分步式控制系統(tǒng)中實現(xiàn)模塊間的數(shù)據(jù)和控制信息共享帶來了極大方便。CAN 總線通訊接口集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通訊數(shù)據(jù)的成幀處理（包括位填充，數(shù)據(jù)塊校驗，循環(huán)冗余校驗，優(yōu)先級判別等）。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
系統(tǒng)中主要由上位機和控制器以及相應(yīng)的保護電路構(gòu)成，還有接到PC機內(nèi)部的CAN接口卡，若干個CAN網(wǎng)絡(luò)接點。綜合保護器上的若干個測量模塊（如開關(guān)量輸入輸出模塊EDA9050，計數(shù)測頻模塊EDA9081，繼電器輸出模塊EDA9060等）可以掛接到總線上，獨立地與上位機通訊。CAN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示: