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(jīng)廣泛應用在現(xiàn)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(wǎng)絡提供了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范,但是由于攤鋪機控制系統(tǒng)對網(wǎng)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(wǎng)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(gòu)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(xiàn)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(jù)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(xiàn)真正的面向?qū)ο?/p>

3、的開放式結(jié)構(gòu),應用可編程邏輯器件的電路完成各種邏輯控制和實現(xiàn)其相關(guān)的組合電路,使主控單元可以根據(jù)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(gòu)。在分析CAN通信的基礎上,對CAN總線的網(wǎng)絡參考模型、物理層、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)對象協(xié)議、過程數(shù)據(jù)對象協(xié)議、網(wǎng)絡管理對象協(xié)議等CANopen協(xié)議的關(guān)鍵部分,這些協(xié)議是在F040上實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(xiàn)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