第十讲 现场总线CAN总线.ppt

集散控制系统与现场总线 HIT HIT wh wh No. No. 1 1集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线主讲人:谢玮主讲人:谢玮信息科学与电气工程学院信息科学与电气工程学院邮箱: procon_hitwh@ 地点:研究院 2号楼 503# 联系方式: ********** 集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线 No. No. 2 2 2017 2017 年年2 2月月 22 22 日日 19:27:26 19:27:26 HIT HIT wh wh ? 1 CAN 总线性能特点? 2 的技术规范第十讲 CAN 总线的概念及其相关协议主要讲解内容集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线 No. No. 3 3 2017 2017 年年2 2月月 22 22 日日 19:27:26 19:27:26 HIT HIT wh wh 1 CAN 总线性能特点?控制器局域网( Controller work , CAN ) 是一种高性能、高可靠性、易开发和低成本的现场总线,是国际上应用最广泛的国际标准现场总线之一,是最早在我国应用的总线之一,被公认为几种最有前途的现场总线之一。?由于 CAN 总线本身的特点,其应用范围已不再局限于汽车行业,而向过程控制、***、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线 No. No. 4 4 2017 2017 年年2 2月月 22 22 日日 19:27:26 19:27:26 HIT HIT wh wh ? CAN 属于总线式串行通信网络,采用了许多新技术及独特的设计。? CAN 总线的数据通信具有高性能、高可靠性、灵活性的特点。?一个由 CAN 总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点。实际应用中,节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如,当使用 Philips P82C250 作为 CAN 收发器时,同一网络中允许挂接 110 个节点。 CAN 可提供高达 1Mbps 的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。另外, 硬件的错误检定特性也增强了 CAN 的抗电磁干扰能力。集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线 No. No. 5 5 2017 2017 年年2 2月月 22 22 日日 19:27:27 19:27:27 HIT HIT wh wh ? CAN 的主要特点有: ?(l) CAN 为多主方式工作,网络上任意节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息, 而不分主从;通信方式灵活,且无需站地址等节点信息。所以,可方便地构成多机备份系统。?(2) CAN 网络上的节点信息分成不同的优先级,可满足不同的实时要求。?(3) CAN 采用非破坏性总线仲裁技术,当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动退出发送,而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据,从而大大节省总线冲突仲裁时间。当网络负载很重时也不会出现网络瘫痪情况(以太网则可能)。集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线 No. No. 6 6 2017 2017 年年2 2月月 22 22 日日 19:27:27 19:27:27 HIT HIT wh wh ?(4) CAN 只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据,无需专门的“调度”。 CAN 的直接通信距离最远可达 l0km (速率 5kbps 以下),通信速率最高可达 1Mbps (此时通信距离最长为 40m )。?(5) CAN 上的节点数主要取决于总线驱动电路,目前可达 110 个; 报文标识符可达 2032 种( ),而扩展标准( )的报文标识符几乎不受限制。?(6)采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,具有极好的检错效果。?(7) CAN 的每帧信息都有 CRC 校验及其他检错措施,保证极低的数据出错率。?(8) CAN 的通信媒体可为双绞线、同轴电缆或光纤。?(9) CAN 节点在错误严重时具有自动关闭输出功能,使其他节点操作不受影响。集散控制系统与现场总线集散控制系统与现场总线 No. No. 7 7 2017 2017 年年2 2月月 22 22 日日 19:27:27 19:27:27 HIT HIT wh wh ?因此, CAN 具有的特性概括为:低成本;极高的总线利用率;很远的数据传输距离(长达 10km );高速的数据传输速率(高达 1Mbps );可根据报文的 ID决定接收或屏蔽该报文;可靠的错误处理和检错机制;发送的信息遭到破坏后,可自动重发;节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;报文不包含源地