基于canbus的伺服控制系统.pptxVIP

6.1 现场总线 6.2 CANbus 6.3 PCCAN;6.1 现场总线;1、工业控制网络的基本层次 ;◆ 信息层 通信数据量大，通信的发生较为集中，要求有高速链路支持，对实时性要求不高，通信范围从车间级到全厂级甚至因特网范围。 ◆ 控制层 连接不同的可编程设备、控制器、人机终端等，很多应用实时性要求较高，要求有较高的网络速率，一般要求通信是确定的、可重复的。 ◆ 设备层 面向大量的现场设备，通过扫描器或网关设备将数据传送到控制层，速度要求不一定很高，有一定的智能和容错能力，要???网络节点设备的经济性、智能化，设备添加/删除简单方便，故障诊断和纠错容易，适应现场的不同恶劣条件。;现场总线是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的双向、串行、多点数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，所以现场总线既是通信网络，又是自控网络。 现场总线控制系统（FCS）的信号传输实现了全数字化。 FCS的系统结构是全分散式，它废弃了分布式控制系统(DCS)的输入／输出单元和控制站，由现场设备或现场仪表取而代之。 FCS的现场设备具有互操作性。 FCS的通信网络为开放式互连网络，既可同层网络互连，也可与不同层网络互连，用户可极方便地共享网络数据库。 FCS的技术和标准实现了全开放，无专利许可要求，可供任何人使用。;2、FCS对DCS的变革 ;PC+PMAC的DCS;;3、现场总线控制系统特点;4、现场总线的现状 ;a. CAN总线的主要特点; 特点： CAN为多主方式工作，任一节点可在任意时刻主动向网络上其他节点发起通信，通信方式灵活。 节点有优先级，满足实时要求，高优先级的数据可在134?s内得到传输。 采用非破坏性仲裁技术。按优先级大小处理，网络不会瘫痪，以太网有可能。 通过报文过滤可实现点对点、一点对多点及全局广播等方式传输数据，无需专门的调度。 CAN的直接通信距离最远可达10Km(速率5Kbps)，通信速率最高可达1Mbps（通信距离最长40m）。 CAN的节点数取决于总线驱动电路，目前可达110个。报文标识2032种(2.0A)，扩展标准(2.0B)的报文标识不受限制。;采用短帧结构(数据段长度最多为8 个字节)，传输时间短，受干扰率低，具有极好的检错效果。 节点中均设有错误检测、标定和自检等强有力措施。包括：位错误检测、CRC、位填充、报文格式检查和应答错误检测。 通信介质双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。 器件可置于睡眠方式，相当于未连接到总线驱动器上。其唤醒可任何总线激活或由系统的内部条件唤醒。 暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离。节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，不影响总线上其他节点的操作。;b. CAN分层结构模型;CAN分层结构;c. CAN总线通信硬件结构;d. 隐性位(1)和显性位(0); 站1的报文标识符为011111；站2 的报文标识符为010110；站3的报文标识符为010111。;a. LLC子层功能 LLC子层提供的功能包括：帧接收滤波、超载通告和恢复管理。 帧接收滤波：帧内容由标识符命名。标识符并不能指明帧的目的地。但描述数据的含义。每个接收器通过帧接收滤波确定此帧与其是否有关。 超载通告：如果接收器内部条件要求延迟下一个LLC数据帧或LLC远程帧，则通过LLC子层开始发送超载帧。最多可产生两个超载帧，以延迟下一个数据帧或远程帧。 恢复管理：发送期间，对于丢失仲裁或被错误干扰的帧，LLC子层具有自动重发送功能。;b. LLC数据帧;d. MAC子层发送功能： (1)发送数据封装：接收LLC帧及控制信息；CRC循环计算；通过向LLC帧附加SOF、RTRR位、保留位、CRC、ACK和EOF构造MAC (2)发送媒体访问管理：确认总线空闲后，开始发送过程(通过帧间空闲应答)MAC帧串行化；插入境充位(位填充)；在丢失仲裁情况下，退出仲裁并转入接收方式；错误检测(监控，格式校验)；应答校检；确认超载条件；构造超载帧并开始发送；构造出错帧并开始发送；输出串行位流至物理层准备发送。;e. 接收部分功能包括： (1)接收媒体访问管理：由物理层接收串行位流；解除串行结构并重新构筑帧结构；检测填充位(解除位填充)；带误检测(CRC、格式校验、填充规则校验)；发送应答；构造错误帧并开始发送；确认超载条件；重激活超载帧结构并开始发送 (2)接收数据卸装：由接收帧中去除MAC特定信息；输出LLC帧和接口控制信息至LLC子层;MAC子层帧结构;数据帧:Data Frame “Hello everyone, her