基于CAN总线的FCS控制系统研制

现场总线是连接现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物,是一种开放式和分布式的新模式总线。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。 本文综述现场总线产生的原因、概念、体系结构、特点和发展现状,分析目前常见的几种现场总线的优缺点,根据目前市场需求,提出基于CAN总线的FCS系统设计方案。该系统由上位机和现场总线模块构成,上位机可由传统的PC机实现或由本文开发具有记录,键盘输入及显示功能的专用模块实现。 本文研制基于CAN BUS的FCS系统,有记录报警和管理功能的记录模块,模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输出模块、语音报警模块等,对其它模块也做出规划。各模块设计基于ARM7芯片开发,扩展功能接口。制定CAN总线通讯协议,开发其驱动程序。 模块开发以LPC2119为核心,LPC2119是ARM7内核的嵌入式MCU,带有128/256KB嵌入高速Flash存储器,16KB片内静态RAM,非常小的64脚封装,4路10位A/D转换器,还有2个CAN接口,非常适合工业应用。 系统工作应用构建:各个模块安装到现场后,通过上位机PC或记录模块对各个节点进行组态。组态完毕后,系统脱离上位机运行。记录模块定时管理下位各模块,接收并记录总线上传来的报警信息,根据组态参数,输出控制信息到控制模块,控制相应执行机构,同时能够通过键盘设置总线节点参数并显示。 系统经初步测试,基本达到设计指标和要求。 本文还对现场总线协议模型作了简单介绍,现场总线模型由物理层、数据链路层、应用层和用户层组成。