现场总线控制系统在石化行业的应用及发展

现场总线控制系统在石化行业的应用及发展

摘  要：简要介绍了现场总线系统在石化行业的重要地位，并结合实际对其进行优势分析，对其应用发展发表了个人看法


关键词：FCS控制系统；结构特点；优势分析；前景展望

     “信息化带动工业化，工业化促进信息化”是中国的国策现在石油和化工企业的信息化分为三层结构：第一层以PCS（Process Control System，过程控制系统）为代表的生产过程基础自动化层，主要内容包括先进控制系统（DCS、FCS）、先进控制软件、软测量技术、实时数据库等。第二层以MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）为代表的生产过程运行优化层，主要内容包括现金计划与调度技术APS、生产实时跟踪技术、动态质量控制与管理技术、物料平衡技术等。第三层以ERP（Enterprise Resourse Planning，企业资源计划）为代表的生产过程经营优化层，主要内容包括企业资源管理ERP、供应链管理、产品质量数据管理、设备资源管理、企业电子商务平台等。三层结构在功能划分上虽有重叠，但各有侧重。

     目前中国石油内部正在MES和ERP这两层平台推广实施先进的管理系统。PCS层虽然处于最底层，但是本层各种控制系统及技术应用效果的好坏，直接关系到信息化进程的快慢和应用效果。在目前，DCS（集散控制系统）还是主流，国内已有近800套应用。但是现场总线控制系统FCS（Field control system）代表当今控制技术和DCS的发展方向，并已经进入工业化应用阶段。人们对FCS有各种评论，既有对新技术的赞尝，也有对现状的困惑。尽管众说纷纭，笔者将FCS结合本公司装置实例，对其应用发展，略表以下个人之见：

一、（FCS）现场总线控制系统的特点

     根据IEC/ISA定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支的通信网络。它是用于过程自动化最底层的现场设备以及现场仪表的互连网络，是现场通信网络和控制系统的集成。它具有系统开放性；互可操作性和互用性；现场设备的智能化与功能自治性；系统结构的高度分散性；对现场环境的适应性等技术特点。FCS与传统控制系统（如DCS）的结构对比如图所示




二、（FCS）现场总线控制系统的优势分析

     出于安全角度考虑，炼油化工装置与操作控制人员所处的距离一般较远，采用FCS比采用DCS优势更明显。以我公司20万吨/年催化重整和l0万吨/年柴油加氢联合装置为例，来分析一下采用现场总线系统的优势。目前本联合装置采用DCS系统，从装置到控制站之间距离为大约450m。DCS系统现场控制站I/O点数统计为（不包括ESD系统点数）：模拟量输入点（AI）带控制106点、指示208点，温度指示T/C、RTD：340点；模拟量输出AO：93点；数字量输入DI:50点；数字量输出DO：22点。根据点数统计，集散控制系统规模最低设置（考虑20％备用余量）应至少配控制柜4块，包括：8点AI卡57块，6路T/C卡68块，8点AO卡27块,l6点DI卡：4块，l6点D0卡2块。安全栅柜4块，对所有输入输出配安全棚、继电器端子等。电源柜l块，为控制柜和安全栅柜提供电源。操作站4个，工程师站1个。电缆敷设采用从现场仪表到接线箱再通过多芯电缆至控制室内接线端子的方式。这样所用8芯电缆电缆数量大约41km，2芯电缆电缆数量大约4lkm。如果采用FCS系统，从控制系统设计、安装投运到日常检维修都可以体现其优越性：

     （一）节约初期投资和安装费用

     以采用PROFIBUS－DP为例，构成多主站控制系统。由于现场的智能设备具有多种功能，因而可不再需要单独的控制器、报警设定器、及DCS系统的多种卡件、隔离栅等。所以说可以省去本联合装置中4个控制柜和4个安全栅柜中所有卡件、隔离栅及其他变送器、设定器等控制设备。但是相比较电Ⅲ型仪表，现场智能仪表价
位稍高，总体上来说硬件投资低于DCS系统。由于控制室内设备减少，并且现场总线系统接线简单，一对双绞线上可挂接多个设备，因而电缆、槽盒、桥架用量和规格大大减少，既节约了投资，也减少了设计、安装工作量。桥架宽度规格减小，能相应减少土建专业施工难度。总体上而言，可减少初期投资。

     （二）节约后期安装和日常维护费用

     当后期需要增加现场控制设备时，无需增设新电缆，就近连在原电缆即可，节省了后期电缆投资和相应的施工工作量普遍认为可节约安装费用60％。由于现场控制设备本身具有自诊断、故障自处理能力，并且控制网络可以将现场控制设备的状态、诊断信息传输到控制室，操作管理人员可以快速、准确的了解和查询生产现场和自控设备的运行状态。作为网络节点的智能现场设备，具备数字计算和数字通讯能力，位于现场的测量变送与执行机构之间直接借助网络传送信号，因而控制功能可直接在现场完成，实现了彻底的分散到现场的控制系统功能，从根本上提高了控制系统运行的可靠性和有效性。

2.3  用户具有高度的系统集成主动权

     控制网络突破了DCS系统中因专用网络的封闭造成的缺陷，采用开放化标准化的解决方案，用户可根据广泛认可的、开放的协议选用总线系统，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而烦恼。

三．国内工程应用存在的问题

     （一）价格问题

     FCS的主要特点是节省安装费用和维护开销，在硬件的价格方面并不比传统的DCS或者PLC低，甚至要略高于它们。国外的FCS应用试点报告已说明了这种情况，FCS的总费用低。但在国内，一方面用户对硬件的价格十分敏感，而进口FCS硬件的价格高得惊人－另一方面，由干国内目前人工费用低，所以工程设计，管理，安装，调试等费用远比国外低。这是FCS在国内应用不多的一个重要原因。

     （二）冗余问题

     按照现场总线的设计思想，低速部分不需要冗余，因为它已经将危险分散了，局部故障不会导致全局的故障。现场总线的智能化仪表又有实现维修预报的功能，可以事先防范，而且万一现场仪表故障，调节回路失灵，也可以由主机进行操作干预。主机出现故障时，现场仪表在现场自成调节回路而实现自主调节。但在实际生产中的一些特殊应用场合，控制系统用户（尤其是出现过由于控制系统失灵导致工厂事故的生产企业）特别强调冗余，有的甚至要冗余到底（包括电源，网络等等），而目前现场总线国际标准FF的Fl和Profibus的PA都没有冗余。当然，要完全冗余，在技术上不是完全不可能的，但这样一来，在经济上往往是不允许的。

     （三）调试和运行维护比预料的难

     由于现场总线技术包含许多新的技术内容，尤其是像FF这样的现场总线本身相当复杂，在调试过程和运行维护中经常会遇到这样那样的困难。

四、前景展望

     目前，在我国绝大部分过程工业都以DCS作为主流控制系统，电皿型仪表作为主导仪表；加上因认识上的原因和现场总线智能仪表尚为非主导产品，暂不能大量普及FCS。单从利用现有资源角度，DCS系统的消失或完全被取代，短期内也是不合理的，应立足于现有DCS，充分挖掘现有设备的潜力（如可以在DCS与FCS之间安装网关，以实现信息的传递），使既有投资又不至于浪费。另外，DCS是一个不断发展的控制系统，它必然采用现场总线技术对自身进行改造，使DCS能与现场总线智能传感器（智能仪表）和局部FCS连接起来。目前一段时期所有这些情况造成FCS与DCS共存的局面。据估计，用10年左右的时间才能真正过渡到FCS的主导地位

参考文献：

[1]《工业数据通信与控制网络》阳宪惠, 清华大学出版社.

[2]《现场总线与工业以太网及其应用系统设计》李正军，人民邮电出版社.

现场总线技术在大型火电机组主辅控系统中的应用探讨
摘  要：结合神华胜利电厂2×600MW超临界机组主辅控系统的工程实例，介绍了现场总线技术的应用进程。同时对采用现场总线系统实现大型火电机组主辅机控制的方案做了简单介绍。

关键词：现场总线；超临界；设备管理；DCS

0  前  言

     目前广泛用于火力发电厂过程控制的系统是分散控制系统（DCS）和可编程控制器（PLC）。80年代末至今，DCS以其先进的技术、丰富的控制功能、友好的人机界面等优势，逐步占领了火电厂机、炉、电主控领域，而PLC则由于其逻辑处理功能强、境适应性好、环系统独立性强、采购成本较低等特点，成为电厂辅助生产系统（水、煤、灰）和机组辅助系统（吹灰、空压机等）的首选控制系统。

     80年代末期开始发展起来的现场总线技术和产品，以及由此组成的控制系统——现场总线控制系统（FCS，Field Control System），引发了自动控制领域的革命。开放的、全数字化和双向多站的通讯网络，与多功能的智能化现场数字仪表是FCS的主要特征，它将使自动控制系统的效能产生巨大的飞跃。

1  FCS应用情况介绍

     全面信息化和多层次的自动化是今后发电企业发展的方向，建立数字化电厂是必由之路，而现场总线系统是数字化电厂的基础。

     近两年各大发电集团都十分关注电厂热控自动化新技术的应用和由此产生的巨大效益。华能玉环电厂、国华宁海电厂二期、山东邹县二期工程、江苏望亭联合循环发电厂、江阴夏港电厂、广东南海石油化工汽电联产工程、陕西杨凌热电厂、山东龙口电厂、广安电厂、山西平朔电厂、山西漳山电厂等在电厂外围辅助系统中成功实现了现场总线技术的全面应用，并在较短时间内完成了安装、调试，并很快投入稳定可靠运行。大量的工程项目的顺利实施，证明现场总线在电厂辅助生产控制系统中应用是完全可行的。

     根据墨西哥Mazatlan电厂的报导，首台应用现场总线控制系统的1号单元机组（158 MW）在1997年3月17日投入运行，曾连续运行12个月无故障、无维护，改善了锅炉动态的相应特性，与分散控制系统（DCS）和可编程控制器（PLC）相比投资节省了45％，安装调试时间缩短到3周。由于1号单元机组的改造获得成功，该厂紧接着进行了2号单元机组（158 MW）的改造，2号单元机组于1998年2月14日投入运行。同1号单元机组一样，这次改造十分成功，不但投资进一步节省，达到了50％，而且安装调试时间缩短到1周。

     德国尼德豪森（Niederaussem）电厂较全面地使用了现场总线。该厂采用了PROFIBUS-DP和HART-BUS两种现场总线。整个系统包括900台马达、400个电磁阀、1000个阀门定位器和电动执行机构，这些智能设备均通过PROFIBUS-DP与DPU相连。通过采用PROFIBUS现场总线系统真正实现了全厂监控，提供更加完善有效的设备诊断功能，实现现场设备的远程编程和维护，实现了全厂数据的集中管理，使设备的状态检修成为可能，提供更多的设备信息使操作和维护得到优化。

     墨西哥Mazatlan电厂、德国尼德豪森电厂K机组PROFIBUS现场总线和近期上海赛科工程FF现场总线的全面成功应用，大大激发了国内各发电集团公司和设计院应用现场总线的积极性华能国际为了在国内电站发电新技术的应用上处于领先地位，着眼于领导先进技术潮流、合理控制工程造价、全面提升电厂自动化水平，在南京金陵电厂2×1000 MW机组、九台电厂2×600MW机组的设计中已经把现场总线技术全面应用于机组控制中。

     中国神华能源股份公司希望将神华胜利电厂一期工程（2×660MW机组）做为试点单位，在主辅机控制系统中全面选用现场总线技术，总线其控制规模远大于国内外其他应用现场总线技术的电厂。

2  神华胜利电厂应用FCS介绍

     神华胜利电厂位于内蒙锡林浩特。规划容量为8台600MW机组，一期工程建设2×600 MW机组。由于现场总线技术的先进性可以大量节省投资和提高机组运行维护水平，神华集团决定在神华胜利电厂主辅控系统中全面选用现场总线系统，其中总线选用范围和规模为当前国内最大规模的工程应用。

2.1  现场总线在神华胜利电厂的应用原则

     （1）影响机组安全运行的主机和主要辅机的保护不纳入现场总线，如:

     锅炉安全监视系统（FSSS）；

     汽机数字电液控制系统（DEH）；

     汽轮机紧急跳闸系统（ETS）；

     旁路控制系统（BPS）；

     事故顺序记录（SOE）。

     （2）用于联锁保护的开关型气动阀门、电磁阀，不纳入现场总线。

     （3）国产电动门因现场总线接口不完善，且缺乏相应的测试和应用实践，不纳入现场总线。

     （4）开关量仪表，如压力开关、液位开关、温度开关等不纳入现场总线。

     （5）对于调节型气动执行机构，用于非重要调节回路的，纳入现场总线，下列重要回路，采用常规硬接线＋HART:给水、汽温、送、引风、磨煤机。

     （6）对于调节型电动执行机构，用于非重要调节回路的，纳入现场总线，用于重要回路（给水、汽温、送、引风）的，采用硬接线＋现场总线。

     （7）对于开关型阀门电动装置，用于非重要系统的，纳入现场总线；用于重要系统的，通过现场总线完成正常控制功能（或仅采集信息）保护、联锁功能通过DCS硬接线完成。

     （8）主机/辅机保护和重要联锁的信号保留硬接线。

     （9）380V电动机采用现场总线，6kV电动机也纳入现场总线。

     （10）主机/辅机的温度测点，采用远程I/O。

     （11）仅用于监视的测量信号，采用现场总线。

     （12）厂用电电源系统采用现场总线。

     （13）闭环控制功能和功能组顺序控制逻辑在控制器中完成。

     （14）空冷岛变频器在采用特殊的干扰隔离措施后也采用现场总线。

2.2  现场总线在神华胜利电厂的初步方案

     （1）主控系统应用方案

     神华胜利电厂主控系统包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、旁路控制系统（BPC）、顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）、汽轮机数字电液控制系统（DEH）、给水泵汽轮机数字电液控制系统（MEH）、电气控制系统（ECX）等各项控制功能，对机组安全运行至关重要，而且实时性、可靠性要求最高。采用国外著名品牌的、具有现场总线技术工程业绩的DCS/FCS,可保证现场总线控制系统能如期、可靠地投入运行，最大限度地降低工程风险。

     （2）辅控系统应用方案

     在神华胜利电厂辅助控制系统——锅炉补给水、外水网、凝结水、燃料网、灰/渣网及脱硫控制应用现场总线控制系统。采用快速工业以太网连接锅炉补给水、外水网、凝结水、燃料网、灰/渣网和脱硫控制系统，辅控室集中监控。在辅控监控网采用的是成熟的网络、监控技术，系统结构为：全厂外围各个控制系统先汇集到各自的子网，然后子网再接人全厂辅网的核心交换机，整个辅控网络由冗余的双星型结构构成。辅网中心配置了数据服务器、SIS接口服务器、仿真接口服务器和操作员站/工程师站等设备，以满足电厂全厂辅控的要求。

3  结束语

     虽然神华胜利电厂在电厂主辅系统全面应用现场总线还处在设计和招标阶段，但是，合理规划电厂的自动化和信息化架构，降低工程造价、提高电厂自动化和信息管理水平，以实事求是和积极的科学态度应对新技术带来的机遇与挑战应该是从事电力建设人员需具备的良好职业素质和技术素养。现场总线技术已基本成熟，应抓住当前大好的电力建设机遇，认真学习、努力掌握现场总线技术、积极稳妥地解决工程应用中存在的问题，投资方、建设方以及设计院均要转变观念，同设备供应商一道推动现场总线技术在电厂的应用，受享新技术革命带来的效益和成果。神华胜利电厂在主辅系统全面应用现场总线技术必将给火电厂安全经济运行及提高管理水平、建设信息化的电厂带来实实在在的效益。

参考文献:

[1]韩璞．火力发电厂计算机监控与监测．北京：中国水利电力出版社，2005．

[2]颜渝坪，崔逸群，王春利，等．火电厂现场总线控制系统的成功应用．中国电力，2007,40（3）．

[3]崔逸群，颜渝坪，王春利，等．FF与Profibus现场总线在火电厂的应用研究．热力发电，2006，（2）．

[4]周明．现场总线控制．北京：中国电力工业出版社，2001．

[5]王慧锋，何衍庆．现场总线控制系统原理及应用．北京：化学工业出版社，2006．

[6]沈军，杭卫华，梁晓丛．现场总线技术在火力发电厂的应用．电力信息化，2008，6（6）．

基于CAN 总线的网络化运动控制系统的研究

摘  要:随着计算机技术的发展, 运动控制系统在经过广泛运用的前景下正向着网络化控制方向发展。主要讨论了传统的运动控制系统的局限性, 分析了现场总线运动控制系统通信特性, 提出了一种基于CAN 总线的多轴运动控制系统方案, 最后设计了基于SJA1000 的CAN 总线通信的软硬件系统。实验结果表明, 该系统具有连接简单、通讯可靠、实时性好和易于实现等优点。


关键词:运动控制; CAN 总线; 总线通讯; SJA1000


Research of networked movement- sys tem based on CANbus
SHU Zhi- bing, ZHANG Jie

Abstract:With developments of the computer technology, motion control system is wisely usedand the system based on network is deeply researched. It‘ s discussed that conventional motion controlsystem has drawback,analysed communication characteristic of fieldbus control system, and designed amotion control system based on CANbus.At last, It presents the hardware and the communication softwaredesign of CANbus based on SJA1000. The system is proved to be simpler to connect,more reliable andeasier to realize on experiment .

Key words: Motion control; CANbus; Communication; SJA1000

1 引言

     运动控制系统是以机械运动的驱动设备—电动机为控制对象, 以控制器为核心, 以电力电子、功率变换装置为执行机构, 在自动控制理论指导下组成的电气传动控制系统。在电气时代, 电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。在近年来, 由于半导体制造设备等相关的电子制造设备市场大幅成长, 而使得机器设备上的运动控制系统出现了以下几点技术需求:
     （ 1） 多轴运动控制。机器设备因自动化程度提高而使得单一机器上所需要的轴数增多, 一台设备上十几轴是常见的事情。在轴数变多后, 如何协调各轴动作就是一个重要的课题。
     （ 2） 体积要小。由于厂房空间的限制, 机器的体积要求越小越好, 机器内控制器的体积也就被要求愈来愈小, 相对的走线空间也愈来愈小。
     （ 3） 要更精确。随着半导体制程已经精密到100nm 一下, 在制程及检测相关设备所要求的运动精度也要更精确, 其它如LCD 设备, SMD 制程设备也有相同要求。
     （ 4） 要更稳定。因为所有设备的投资经费庞大, 系统停机的成本就更显的突出, 因此所有机器设备制造商都必须追求系统的稳定性。同时也必须考虑在组件损坏要维修时, 必须能快速替换且不出差错。
     综合以上几点的需求分析可以看到, 既要在一个控制器内进行多轴运动控制, 又要控制器的体积更小, 配线和维修要更容易, 这些条件看来是相冲突的。可以这样说, 现场总线技术便是应这些新机器设备的需求而产生的。

2 现场总线运动控制系统通信特性

     用于运动控制的现场总线有两种通信控制策略: 事件触发和时间触发。事件触发中, 控制单元检测到事件发生后, 根据预定的算法计算出正确的应答, 然后将应答信息发送给数字伺服驱动器。从事件发生到应答信息的接收之间的延时必须是有限的, 也就是最大值必须是可知的, 它的值就是通信协议的实时性指标。但是, 事件触发中的事件是随机的、不可预知的, 所以导致现场总线通信的不确定性, 系统中的各个站点会争用传输介质,导致通信的冲突和不可靠, 很难保证高的实时性。事件触发通常是非周期性的, 使用非周期性数据传输实现最为简单, 但是也可以用周期性数据传输实现, 此时, 就必须标识哪个周期的数据为有效数据。
     时间触发通常是周期性地进行的, 控制单元周期性地计算出控制数据, 然后及时发送控制数据给伺服驱动器。控制和通信是通过一个全局时钟进行驱动的, 系统的行为不仅在功能上得到确定, 而且在时间上也是确定的, 各站点不会争用传输媒介,整个系统是可靠的。时间触发控制中的通信周期时间应该等于控制周期时间, 或者通信周期时间能够被控制周期时间整除。周期性的时间触发中, 通信周期时间必须固定, 不能有明显的波动, 即数据传输必须有确定性, 也称为实时性。
     总体而言, 用于运动控制的现场总线通信协议的性能要求有三点:
     （ 1） 可靠的通信, 以适合工业现场恶劣的环境;
     （ 2） 数据传输的实时性。周期性数据传输和非周期性数据传输都必须有很高的实时性, 响应时间通常为（ 1～10） ms。
     （ 3）命令执行和状态反馈的同步性。为了达到各坐标轴的同步运动精度, 需要各轴在收到命令值之后必须在同一时刻同时执行位置控制指令和同时采样当前位置, 发送给控制单元。

3 CAN 总线运动控制系统总体设计

     CAN 总线（ Controller Area Network 控制局域网络） , 是一种普遍的应用。通过CAN 总线进行数据传输与控制, 使伺服电机的性能更加稳定, 能更好更灵活地地应用于运动控制系统中。




     如图1 所示, 基于CAN 总线的运动控制系统与控制系统典型结构相比, 有两个显著的特点。第一是其控制对象为伺服运动控制对象, 第二是其网络化控制器包括CAN 总线通信媒介和CAN 控制器节点两部分。多个CAN 控制器节点通过CAN 总线通信媒介平行互联为一个单层结构的基于CAN 总线的伺服运动控制系统。当需要更多轴运动控制时, 只需要简单的再增加新运动控制节点, 把新的运动控制节点作为新的CAN 总线节点挂接到CAN 总线上就可以形成一个分布式多轴运动控制系统, 而且无需在硬件上对原有的运动控制节点做任何的修改。也可通过互联网关与IE（ Industry Ethernet） 或Intranet/Internet 上下互联为一个多层结构的网络化伺服运动控制系统。
     基于CAN 总线运动控制系统的设计, 主要工作在于对CAN 控制器节点的设计, 包括硬件和软件两部分。硬件设计, 主要在于选择合适的芯片和硬件电路分别设计图1 所示CAN 控制器节点的5 个基本组成部分, 即主控制器、主控制器与传感器/ 执行器的接口模块、主控制器与CAN 总线控制器的接口模块、CAN 总线控制器和CAN 总线收发器。软件设计, 主要工作在于选择合适的系统软件和应用开发软件分别设计各种接口驱动软件、系统管理软件和控制功能软件。

4 系统硬件设计

     主控制器笔者采用AT89C51 单片机作为处理核心, 采用PCA82C250 作为CAN 总线收发器, 图2 给出了基于SJA1000的CAN 总线系统电路图。为了增强抗干扰能力, SJA1000 的TX0 和RX0 引脚并没有直接和PCA82C250 的TXD, RXD 相连接, 而是通过高速光耦6N137 后与PCA82C250 相连, 这样可以实现总线上各CAN 节点之间的电气隔离, 光耦6N137 的两侧使用完全独立的两组电源VCC 和+5V。




     SJA1000 与单片机的接口比较简单, AD0～AD7 直接连接到AT89C51 的P0 端口, RD、WR 和ALE 信号也直接和AT89C51的相应引脚进行连接, MODE 接+5V 设置SJA100 控制器为Interl模式。SJA1000 的片选信号CS 由AT89C51 的P2.0 决定, 因此系统中SJA1000 的寻址空间从地址0 开始, 可以使用此地址加上SJA1000 内部寄存器地址的偏移量来访问SJA1000 内部RAM空间。SJA1000 的中断输出信号INT 与AT89C51 的INT0引脚相连, 以便AT89C51 以中断方式或查询方式对报文收发作出响应。

5 系统程序设计

     基于SJA1000 的CAN 总线建立通信的过程包括系统初始化、接收和发送。

5.1 SJA1000 的初始化程序

     AT89C51 在上电后首先运行其自身的复位程序, 并在此后调用SJA1000 的配置程序。配置程序在设置SJA1000 的寄存器前, 必须通过读复位模式/ 请求标志来检查SJA1000 是否已处于复位模式, 因为要写入配置信息的寄存器仅在复位模式下可以被写入。初始化程序中, 首先将SJA1000 设为复位状态, 随后定SJA1000 使用PeliCAN 模式, CLKOUT 引脚输出频率为外接晶振频率的1/2, 为单验收滤波器模式。
     SJA1000 的初始化流程（ 图略） 。
     在清除SJA1000 的复位模式/ 请求标志进入工作模式时,必须先检查标志是否确实被清除、是否进入了工作模式后, 才能进行下一步的操作。在进入工作模式后, CAN 控制器的中断可被使能, 并开始正常的发送或接收报文。

5.2 SJA1000 的报文发送接收

     根据CAN 协议规范, 报文的传输由CAN 控制器SJA1000独立完成。在报文的发送过程中, 单片机AT89C51 必须将要发送的报文送入系统发送缓冲区, 在将系统发送缓冲区中的数据移至CAN 控制器发送缓冲器之前, 必须判断发送缓冲器是否被释放。
     报文的接收由CAN 控制器SJA1000 独立完成, 收到的报文在接收缓冲器内, 同时将状态寄存器的接收缓冲器状态标志RBS 和接收中断标志RI 置位。如果报文接收被使能, 单片机可以将接收缓冲器内的新报文读出, 并存储到单片机的内存单元或外部数据存储器中, 然后释放接收缓冲器。SJA1000 报文接收过程可以由SJA1000 的中断请求或查询SJA1000 的控制段状态标志来控制。

6 小结

     分析传统的运动控制系统已不满足电子制造设备的要求和现场总线运动控制系统通信特性, 提出了基于SJA1000 的CAN总线的网络化运动控制系统方案, 为交流伺服的网络化研究和应用作出了一次有益的新探索。CAN 总线可以很好地满足现场总线运动控制系统对实时响应的较高要求, 同时使用CAN 总线还使得系统具有很好的扩展性能。这样为向多轴或多点的分布式运动控制网络发展打下坚实的基础。

参考文献

     1 饶运涛, 邹继军, 郑勇芸. 现场总线CAN 原理与应用技术[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2003.
     2 舒志兵等. 交流伺服运动控制系统[M]. 北京: 清华大学出版社, 2006.
     3 杨金岩, 郑应强, 张振仁. 数据传输扩展技术与应用实例[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2005.