基于CAN總線的切水器系統(tǒng)
前言
油氣在生產儲運過程中會混入一些水、雜質,為保證油品質量,在儲存容器內必須將明水切除到規(guī)定的標準。目前常規(guī)的方法是在儲罐底部專設一切水閥門,由人工操作排放生產儲運過程中會混入一些水、雜質,為保證油品質量,在儲存容器內必須將明水切除到規(guī)定的標準。
切水器的開發(fā)和應用對石油化工工業(yè)的生產技術和生產自動化的提高,無疑是一項重要的貢獻。它解決了石化行業(yè)的油罐脫水采用人工操作,對油水的分離無法嚴格控制,排水的含油量比較高,造成油品的浪費,污染環(huán)境等問題;克服了人為誤操作帶來的極大安全隱患。
上圖是用QTOUCH軟件制作的上位機運行畫面,整個電控系統(tǒng)由探頭,液位計,電磁閥,回訊器和泓格公司的CAN8423控制器,87055W,87017RCW組成,上位機安裝泓格公司的CAN200系列板卡連接到現場CANBUS?,F場傳感器探頭,回訊器的DI信號傳給87055W,液位計信號傳給87017RCW,整個邏輯根據現場傳感器的回饋信號做判斷,然后通過87055W的DO輸出控制電磁閥。
一、 CAN總線簡介
控制器局域網 CAN 是由 ISO 定義的串行通訊總線。它最初出現在80年代末的汽車工業(yè)里,它的基本設計規(guī)范要求有高的位速率、高抗電磁干擾性,而且能夠檢測出產生的任何錯誤。由于 CAN 串行通訊總線具有這些特性,它很自然地在汽車、制造業(yè)以及航空工業(yè)中受到廣泛應用。CAN 通訊協(xié)議描述了在設備之間信息如何傳遞,它對層的定義與開放系統(tǒng)互連模型OSI一致,每一層與另一設備上相同的那一層通訊,實際的通訊是發(fā)生在每一設備上相鄰的兩層,而設備只通過模型物理層的物理介質互連CAN的結構定義了模型的最下面的兩層, 數據鏈路層和物理層、應用層通過不同的新興協(xié)議層,專門用于特殊的工業(yè)領域加上由個別CAN用戶定義的任何合適的方案和物理層連接。可能最好的 CAN 協(xié)議工業(yè)標準也許就是Allen-Bradley的DeviceNet 它是為PLC和智能傳感器設計的。國際上廣泛應用的 CAN 協(xié)議工業(yè)標準還有CANopen和SDS 。物理介質包括帶有特定終端的雙絞線,在BasicCAN的規(guī)范中它的傳輸速率能達到250KBaud ,而PeliCAN 能達到 1Mbaud。物理層和數據鏈路層對于系統(tǒng)設計者來說是透明的,并包含在所有執(zhí)行 CAN 協(xié)議的部件中。這些部件有帶有集成 CAN 接口的微控制器,例如與8051兼容的Philips P97C591 處理器和16位的 Philisp XA82C200 SJA1000是一個獨立的CAN 控制器,它可以和很多微控制器直接接口,而與物理介質連接可以用分離部件或者 82C250 TJA1050 集成電路或相似的方法實現。
基于CAN總線的切水器控制系統(tǒng)網絡結構如上圖所示,系統(tǒng)由上位機、CAN總線、現場設備單元節(jié)點組成。數控系統(tǒng)上位機通過CAN總線控制網絡節(jié)點任單元。感應器 、執(zhí)行器或采集數字和模擬數據都非常理想,它們能夠被看作中央微控制器的遠程附件。CAN接口適配器是上位機與CAN8423控制單元數據傳輸和控制的橋梁,伺服單元采集現場的數據通過總線傳給上位機,實現實時監(jiān)視和控制。
二、模塊介紹
CAN8423是臺灣泓格生產的CANOPEN系列產品之一,支持CANOPEN協(xié)議,具有1個CAN口,內置80MHz CPU,具體規(guī)格如下:
CAN8423有4個擴充插槽,使用者可以根據實際的需求,選用8K或者87K系列的DI/DO/AI/AO模塊,安裝在擴充插槽上,擴充裝置的I/O通道,使裝置在應用上更具有彈性。CAN8423的設計均遵循了CANOPEN的規(guī)范,因此裝置提供了像是動態(tài)PDO、EMCY物件、錯誤輸出值、循環(huán)與非循環(huán)同步等不通功能。
三、應用范圍
CANOPEN其最核心部分是通過對象詞典來描述設備功能并以EDS文件格式來記錄,采用實時數據與服務數據分開傳輸,最大限度提高實時數據傳輸效率,靈活多變的數據傳輸方式以及強大的網絡管理能力。一經推出便得到了廣泛的應用,在車輛工業(yè)、工業(yè)機具、建筑物自動化、醫(yī)療設備、航海機具、餐廳設備、實驗室器材及科研研究等行業(yè)中已得到廣泛的應用。
四、結束語、
CAN總線提高了系統(tǒng)的可靠性,為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動權,其良好的開放性和兼容性,可以適應各種現場控制需要。鑒于CAN總線的諸多優(yōu)點,CAN總線會得到廣泛的應用,推動自動化相關行業(yè)的不斷發(fā)展。