文档介绍：大庆石油学院
硕士学位论文
基于CAN总线的智能检测仪的研究与设计
姓名:吴文珍
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:司光宇
20060313
基于芟叩闹悄芗觳庖堑难芯坑肷杓摘要本文围绕一个用于生产现场底层控制的智能检测仪,展丌了对现场总线技术的研究,而后对一个在实际应用中较有影响的现场总线—芟咦隽讼晗附樯埽云涔ぷ髟恚分层结构和协议内容都做了详细的阐述,在基于理论层论述后,结合研究内容详细介绍该智能检测仪的设计与实现,最后对控制网络的发展趋势做了分析论证。具体完成了以下工首先,对现场总线技术进行研究,讨论了其应用产生的原因,在对控制系统的发展演变分析比较的基础上,论述了现场总线的特点和优势所在,并给出了基于现场总线的分如式控制系统的网络模型,同时对实际应用中现存的几种有影响的现场总线技术做了一个总体介绍;而后,针对本文选用的现场总线—芟呓辛搜芯刻致郏凼隽薈总线的工作原理,针对芟叩男阅芴氐阆晗阜治鲅芯苛怂姆植憬峁埂⑿楹褪葜〗峁埂其次,在芟吖娣兜幕∩希凑照褰峁瓜晗覆隽嘶贑总线的智能检测仪的硬件和软件的设计。在系统软件设计过程中,摒弃了过去智能仪器系统软件编写一律采用汇编语言的开发模式,而采用了嵌入式高级程序设计语言—湟仿真器加仿真软件组成的仿真平台,进行系统软件的编写和调试。在本文的第四章,分析了对智能仪器能否可靠工作起关键作用的两个问题一电磁兼容性和系统误差。对系统所受的干扰进行了分析,针对干扰源和干扰旋加的位置,给出了在智能检测仪中所采取的抗干扰设计;分析了误差成因,并给出了减小误差的措施。最后,从现场总线技术出发探讨了控制网络的发展,总结山控制网络和信息网络的融合将是其必然的发展趋势,最后对嵌入式的发展研究现状做了总结说明。关键词:现场总线芟叩テ垢扇作:嵌入式大庆也油学院硕研究生学位论文
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刖吾一、课题研究的意义随着微处理器技术和集成电路技术的飞速发展,计算机控制系统发展到了现在的现场总线控制系统。现场总线也被称为自动化领域的计算机网络,是当今自动化领域技术发展的热点之一,它标志着控制技术进入了一个新的时代。不断增强和价格的急剧降低,计算机和计算机网络系统得到了迅速发展,而处于生产过程底层的测控自动化系统,还采用一对一连线的模拟信号进行测量控制,或者采用自封闭式的集散系统,难以实现设备之问以及系统与外界之男畔⒔换唬沟米远低吵晌!靶息孤岛”。因此,要实现整个企业的信息集成,要实施综合自动化,就必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通信系统,形成工厂底层网络,实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下产生的。它是现场智能设备之间的互联通信网络,沟通了生产现场控制设备之问及其与更高控制管理层网络之间的联系,为彻底打破自动化系统的“信息孤岛”⋯刨造了条件。现场总线控制系统把单个分散的测量控制设备变成网络节点,以现场总线为纽带,把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成白控任务的网络系统。因而研究现场总线控制系统成了研究测控的新技术和新发展的重点。现场总线一经产生便成为全球工业自动化技术的热点,受到全世界的普遍关注。现场总线的出现,导致目前生产的自动化仪表、集散式系统⒖杀喑炭刂破在产品的体系结构、功能结构方面的较大变革,自动化设备的制造厂家被迫面临产品更新换代的又一次挑战。现场总线技术的发展在我国还处于起步发展阶段,因而对基于工业自控领域内最具前途的现场总线技术之一芟叩闹悄芗觳庖堑难芯坑肷杓萍仁嵌韵冉际跤τ玫难究,也是开发市场的需要,它的实现无疑具有普遍的实际应用价值,对促进我国的现场总线技术的应用与开发,提高现场总线技术的应用水平,必将起到积极的推动作用。本课题是与大庆乙烯设计院共同研究丌发的项目,本文承担芟叩难芯坑肷杓疲溆嗖糠钟设计院完成。本课题研究的重点在以下几个方面:现场总线的网络体系结构研究、其通信协议的分析以及现场总线实际应用的探讨。因此,我们根据研究课题的主要方向,综合应用现场总线技术,开展了对基于芟叩闹悄芗觳庖堑难芯坑肷杓乒ぷ鳎永砺奂坝τ玫确矫妫对基于现场总线的底层控制网络做了深入的研究。在设计和实现系统过程中,其主要的技术难点体现在以下几个方面:瓹网络既不同于传统的控制网络,也不同于计算机网络,其设计思想和网络运行均有独特之处,需要认真研究椋软件嵌入在每个现场智能节点中,对其编程要求采用事件驱动的方式,出于对精简代码的考虑,我们采用兄悄芙诘愕娜砑⒎ⅲ茿布杓瓢ㄊ莶杉;唬琇接口电路,鹘诘缏罚约笆敝有酒屯獠看储芯片接口电路的设计,因此必须对这些硬件器件的特性及其接口有详细的了解,才能开发出相应的驱动软件等应用软件,因此,在硬软件的设计和调试上都有一