基于CANopen協(xié)議的攤鋪機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、基于CAN(Controller Area Network)總線的控制系統(tǒng)已經廣泛應用在現代工程機械中,是當工業(yè)控制領域的研究熱點。CAN總線通信為通信網絡提供了物理層和數據鏈路層的規(guī)范,但是由于攤鋪機控制系統(tǒng)對網絡管理,應用協(xié)議,安全管理的要求,應用于不同控制設備的CAN總線網絡之間的流暢通信就成為難點。CANopen是基于CAN串行通訊的應用層協(xié)議,CANopen協(xié)議假定硬件設備的收發(fā)器和控制器完全遵循ISO1198標準,規(guī)范覆蓋了

2、應用層和通訊協(xié)議子集、程序設備的構造、推薦的電纜和接頭形式、SI單位和前綴解釋等,保證了不同廠家CAN控制器在通訊聯(lián)接和具體控制開發(fā)軟件的一致性,給系統(tǒng)的使用和維護帶來極大方便。
　　 本文設計的攤鋪機控制系統(tǒng)的通訊采用CAN總線,由CANopen協(xié)議來實現CAN總線應用層通信,這種設計能大大提高系統(tǒng)的通用性。介紹了根據控制系統(tǒng)的要求,以F040微處理器為核心,采用模塊化的設計思路,設計主控板以及外圍電路。為了實現真正的面向對象

3、的開放式結構,應用可編程邏輯器件的電路完成各種邏輯控制和實現其相關的組合電路,使主控單元可以根據控制對象或者應用對象的不同,對系統(tǒng)進行在線設置和重構。在分析CAN通信的基礎上,對CAN總線的網絡參考模型、物理層、數據鏈路層,報文的幀類型等問題進行了詳細分析。論述了對象字典、服務數據對象協(xié)議、過程數據對象協(xié)議、網絡管理對象協(xié)議等CANopen協(xié)議的關鍵部分,這些協(xié)議是在F040上實現CANopen協(xié)議的基礎。通過分析,認為基于F040的C

4、AN通信程序涉及眾多寄存器的使用,要正確設置命令掩碼寄存器、消息控制寄存器、仲裁寄存器。在設計中,系統(tǒng)中開啟了串口接收的中斷及CAN總線接口的中斷,讓通訊作為前臺行為,以便及時響應上位機的指令,其它數據處理過程等均工作在后臺,進行循環(huán)執(zhí)行?？紤]到攤鋪機工作現場環(huán)境條件的復雜程度,系統(tǒng)在設計中就全面考慮了電磁兼容性和采取了可靠的保護措施。系統(tǒng)電源電路部分增加了抗干擾保護,PCB布線嚴格遵循電磁兼容性能優(yōu)化的設計原則,軟件上對干擾進行多種抗