基于CAN总线的单片机自动生产线测控系统的设计

• 作 者: 杨文新
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 单片机 自动生产线 测控系统 现场总线

现场总线技术引发了工业自动化领域的重大变革，它代表着工业控制网络技术的发展方向。随着工业系统自动化程度的提高，系统中功能单元增多，系统内部各个功能单元之间以及功能单元和控制器之间的双向通信问题日益突出。现场功能单元的参数设定、故障诊断、自动报警和故障在线排除等功能的实现，要求功能单元必须具有和其他单元及控制器之间的双向通信功能。
CAN技术最初被设计应用在汽车行业，是一种高性能、高可靠性、易开发和低成本的现场总线，在全球得到广泛应用，也是最早在我国应用的现场总线之一。由于CAN总线自身的特点，其应用领域已由汽车行业扩展到过程控制、机械制造、机器人和楼宇自动化等领域，并且在众多总线中最早成为国际标准。
论文主要针对CAN总线在测控技术方面的应用展开研究。以该院省级电工电子实验示范中心的一套自动化模拟生产线为改造对象，将原来的PLC控制系统改造成CAN总线的单片机控制系统。
该生产线是一个集机、电、控制于一体的综合性的自动化控制系统，它将气动技术、传感技术、PLC技术、控制技术等融于一体，形成了技术先进的加工生产制造系统。该套生产线设备，主要用于该院的自动化、机电一体化专业的教学、教师科研及校内外的培训。
随着CAN总线技术的广泛应用，CAN总线与单片机结合应用于自动控制系统已成为自动控制领域中的一个热点。本人将MCS-51单片机代替原来的三菱PLC来进行现场控制，使自动线各模块之间的信号传递通过CAN总线进行，建立起了以工业现场控制为对象的单片机控制网络系统，实现了实时在线测控，很好地解决了自动化及相关专业在单片机、现场总线技术及专业综合实践等课程中缺少教学载体的难题，很好地满足了教学方面的需要。
本文主要介绍了该自动生产线测控系统的基本组成及控制要求；开展了对该测控系统单片机控制的软硬件设计工作，在此基础上从理论和应用等方面，对CAN总线的底层控制网络做了深入的研究，将CAN总线技术应用于该测控系统，实现了实时化、网络化和智能化的控制要求，开发了CAN总线的通信软件，总结出了CAN总线在测控系统领域的一种网络应用方案。