基于CANopen協(xié)議的攤鋪機(jī)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(yīng)用在現(xiàn)代工程機(jī)械中,是當(dāng)工業(yè)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。CAN總線通信為通信網(wǎng)絡(luò)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(jī)控制系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理,應(yīng)用協(xié)議,安全管理的要求,應(yīng)用于不同控制設(shè)備的CAN總線網(wǎng)絡(luò)之間的流暢通信就成為難點(diǎn)。CANopen是基于CAN串行通訊的應(yīng)用層協(xié)議,CANopen協(xié)議假定硬件設(shè)備的收發(fā)器和控制器完全遵循ISO1198標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范覆蓋了

2、應(yīng)用層和通訊協(xié)議子集、程序設(shè)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(hù)帶來極大方便。
　　 本文設(shè)計(jì)的攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)的通訊采用CAN總線,由CANopen協(xié)議來實(shí)現(xiàn)CAN總線應(yīng)用層通信,這種設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)主控板以及外圍電路。為了實(shí)現(xiàn)真正的面向?qū)ο?/p>

3、的開放式結(jié)構(gòu),應(yīng)用可編程邏輯器件的電路完成各種邏輯控制和實(shí)現(xiàn)其相關(guān)的組合電路,使主控單元可以根據(jù)控制對(duì)象或者應(yīng)用對(duì)象的不同,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線設(shè)置和重構(gòu)。在分析CAN通信的基礎(chǔ)上,對(duì)CAN總線的網(wǎng)絡(luò)參考模型、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層,報(bào)文的幀類型等問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。論述了對(duì)象字典、服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象協(xié)議、過程數(shù)據(jù)對(duì)象協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)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(shí)現(xiàn)CANopen協(xié)議的基礎(chǔ)。通過分析,認(rèn)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(shè)置命令掩碼寄存器、消息控制寄存器、仲裁寄存器。在設(shè)計(jì)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(tái)行為,以便及時(shí)響應(yīng)上位機(jī)的指令,其它數(shù)據(jù)處理過程等均工作在后臺(tái),進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行?？紤]到攤鋪機(jī)工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的復(fù)雜程度,系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中就全面考慮了電磁兼容性和采取了可靠的保護(hù)措施。系統(tǒng)電源電路部分增加了抗干擾保護(hù),PCB布線嚴(yán)格遵循電磁兼容性能優(yōu)化的設(shè)計(jì)原則,軟件上對(duì)干擾進(jìn)行多種抗