摘要：本文重點(diǎn)介紹了CAN總線在熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了基于DSP的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控器硬件系統(tǒng)，制定了用戶層通信協(xié)議，并詳細(xì)介紹了CAN網(wǎng)絡(luò)通信部分的硬件和軟件。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信；CAN；現(xiàn)場(chǎng)控制器；DSP；熱網(wǎng)監(jiān)控

引言
目前我國(guó)北方許多城市已經(jīng)或者即將進(jìn)行熱網(wǎng)改造工程，將傳統(tǒng)的分散供熱改造為集中供熱。

由于CAN總線相比其它現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文基于該總線技術(shù)針對(duì)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)控制和通信的子系統(tǒng)，能安全可靠地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)控制及數(shù)據(jù)傳輸。鑒于篇幅,本文重點(diǎn)介紹CAN網(wǎng)絡(luò)通信部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其硬件構(gòu)成
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)控制器組成，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是在一次設(shè)備(傳感器、變送器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu))的基礎(chǔ)上完成對(duì)熱網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與控制，通過(guò)調(diào)節(jié)熱管網(wǎng)的供水流量、供水溫度、供水壓力，來(lái)保證熱網(wǎng)安全、可靠、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。根據(jù)上述要求，本系統(tǒng)在保證系統(tǒng)可靠工作和降低成本的條件下，考慮到通用性、實(shí)時(shí)性和可擴(kuò)展性等方面的因素，采用了主要由上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制器構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)工作過(guò)程如下:上位機(jī)首先初始化CAN網(wǎng)卡,設(shè)置網(wǎng)卡工作模式、接收碼、接收掩碼和波特率，然后進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),在適當(dāng)條件下與現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行通信�，F(xiàn)場(chǎng)控制器主要完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與處理和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制等功能,并以查詢或中斷方式與主機(jī)進(jìn)行通信。

圖1 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

硬件系統(tǒng)

CAN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、系統(tǒng)可靠性高。信息的傳輸采用CAN通信協(xié)議，通信介質(zhì)采用雙絞線。

圖4 通用定時(shí)器周期中斷服務(wù)程序

現(xiàn)場(chǎng)控制器

現(xiàn)場(chǎng)控制器的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

　　　該現(xiàn)場(chǎng)控制器具有14路模擬量輸入端口、2路模擬量輸出端口、4路開(kāi)關(guān)量輸入端口、4路開(kāi)關(guān)量輸出端口以及時(shí)鐘接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接口、液晶顯示接口、網(wǎng)絡(luò)通信接口、報(bào)警輸出接口等。本系統(tǒng)采用了TI公司的帶有10位ADC和CAN控制器的DSP芯片TMS320LF2407A作為CPU。

　　　網(wǎng)絡(luò)通信接口單元是用來(lái)對(duì)CAN總線進(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)的部分控制電路。當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CPU將數(shù)據(jù)交給網(wǎng)絡(luò)接口單元電路，由網(wǎng)絡(luò)接口單元電路進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、串并轉(zhuǎn)換和信號(hào)形式轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)按照CAN協(xié)議信號(hào)形式發(fā)送到CAN總線上。當(dāng)CAN總線上有數(shù)據(jù)時(shí)，它負(fù)責(zé)從CAN總線上讀取數(shù)據(jù)。首先通過(guò)幀過(guò)濾功能判斷是否接收此幀，若接收，則通過(guò)與發(fā)送相反的過(guò)程，將數(shù)據(jù)交給CPU。