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內(nèi)容提要

　　隨著現(xiàn)今工業(yè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷提高,客戶對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械式切水器也提出了電氣自動(dòng)化控制的要求。現(xiàn)在需要一種更加智能化的切水器控制系統(tǒng)在保證傳統(tǒng)切水器的穩(wěn)定性前提下，加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化。本文將主要介紹基于臺(tái)灣泓格生產(chǎn)的CAN總線產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)切水器的電氣自動(dòng)化控制。

關(guān)鍵詞

　　切水器系統(tǒng);CAN;分布式控制;QTOUCH

前言
   
　　油氣在生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)混入一些水、雜質(zhì)，為保證油品質(zhì)量，在儲(chǔ)存容器內(nèi)必須將明水切除到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。目前常規(guī)的方法是在儲(chǔ)罐底部專設(shè)一切水閥門，由人工操作排放生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)混入一些水、雜質(zhì)，為保證油品質(zhì)量，在儲(chǔ)存容器內(nèi)必須將明水切除到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

　　切水器的開發(fā)和應(yīng)用對(duì)石油化工工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)自動(dòng)化的提高，無疑是一項(xiàng)重要的貢獻(xiàn)。它解決了石化行業(yè)的油罐脫水采用人工操作，對(duì)油水的分離無法嚴(yán)格控制，排水的含油量比較高，造成油品的浪費(fèi)，污染環(huán)境等問題；克服了人為誤操作帶來的極大安全隱患。

　　上圖是用QTOUCH軟件制作的上位機(jī)運(yùn)行畫面，整個(gè)電控系統(tǒng)由探頭，液位計(jì)，電磁閥，回訊器和泓格公司的CAN8423控制器，87055W，87017RCW組成，上位機(jī)安裝泓格公司的CAN200系列板卡連接到現(xiàn)場(chǎng)CANBUS?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器探頭，回訊器的DI信號(hào)傳給87055W，液位計(jì)信號(hào)傳給87017RCW，整個(gè)邏輯根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)傳感器的回饋信號(hào)做判斷，然后通過87055W的DO輸出控制電磁閥。

一、 CAN總線簡(jiǎn)介

　　控制器局域網(wǎng) CAN 是由 ISO 定義的串行通訊總線。它最初出現(xiàn)在 80 年代末的汽車工業(yè)里，它的基本設(shè)計(jì)規(guī)范要求有高的位速率、高抗電磁干擾性，而且能夠檢測(cè)出產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤。由于 CAN 串行通訊總線具有這些特性，它很自然地在汽車、制造業(yè)以及航空工業(yè)中受到廣泛應(yīng)用。CAN 通訊協(xié)議描述了在設(shè)備之間信息如何傳遞，它對(duì)層的定義與開放系統(tǒng)互連模型 OSI 一致，每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊，實(shí)際的通訊是發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層，而設(shè)備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連 CAN 的結(jié)構(gòu)定義了模型的最下面的兩層， 數(shù)據(jù)鏈路層和物理層、應(yīng)用層通過不同的新興協(xié)議層，專門用于特殊的工業(yè)領(lǐng)域加上由個(gè)別 CAN 用戶定義的任何合適的方案和物理層連接?？赡茏詈玫?CAN 協(xié)議工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也許就是 Allen-Bradley 的 DeviceNet 它是為 PLC 和智能傳感器設(shè)計(jì)的。國(guó)際上廣泛應(yīng)用的 CAN 協(xié)議工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還有 CANopen 和 SDS 。物理介質(zhì)包括帶有特定終端的雙絞線，在 BasicCAN 的規(guī)范中它的傳輸速率能達(dá)到 250KBaud ，而PeliCAN 能達(dá)到 1Mbaud。  物理層和數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者來說是透明的， 并包含在所有執(zhí)行 CAN 協(xié)議的部件中。這些部件有帶有集成 CAN 接口的微控制器， 例如與 8051 兼容的 Philips P97C591 處理器和 16 位的 Philisp XA82C200 SJA1000 是一個(gè)獨(dú)立的 CAN 控制器， 它可以和很多微控制器直接接口， 而與物理介質(zhì)連接可以用分離部件或者 82C250 TJA1050 集成電路或相似的方法實(shí)現(xiàn)。

　　基于CAN總線的切水器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如上圖所示，系統(tǒng)由上位機(jī)、CAN總線、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備單元節(jié)點(diǎn)組成。數(shù)控系統(tǒng)上位機(jī)通過CAN總線控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)任單元。感應(yīng)器 、執(zhí)行器或采集數(shù)字和模擬數(shù)據(jù)都非常理想， 它們能夠被看作中央微控制器的遠(yuǎn)程附件。CAN接口適配器是上位機(jī)與CAN8423控制單元數(shù)據(jù)傳輸和控制的橋梁，伺服單元采集現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過總線傳給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制。

二、模塊介紹

　　CAN8423是臺(tái)灣泓格生產(chǎn)的CANOPEN系列產(chǎn)品之一，支持CANOPEN協(xié)議，具有1個(gè)CAN口，內(nèi)置80MHz CPU，具體規(guī)格如下： 

　　CAN8423有4個(gè)擴(kuò)充插槽，使用者可以根據(jù)實(shí)際的需求，選用8K或者87K系列的DI/DO/AI/AO模塊，安裝在擴(kuò)充插槽上，擴(kuò)充裝置的I/O通道，使裝置在應(yīng)用上更具有彈性。CAN8423的設(shè)計(jì)均遵循了CANOPEN的規(guī)范，因此裝置提供了像是動(dòng)態(tài)PDO、EMCY物件、錯(cuò)誤輸出值、循環(huán)與非循環(huán)同步等不通功能。

三、應(yīng)用范圍

　　CANOPEN其最核心部分是通過對(duì)象詞典來描述設(shè)備功能并以EDS文件格式來記錄，采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與服務(wù)數(shù)據(jù)分開傳輸，最大限度提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸效率，靈活多變的數(shù)據(jù)傳輸方式以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。一經(jīng)推出便得到了廣泛的應(yīng)用，在車輛工業(yè)、工業(yè)機(jī)具、建筑物自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、航海機(jī)具、餐廳設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室器材及科研研究等行業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用。

四、結(jié)束語

　　CAN總線提高了系統(tǒng)的可靠性，為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，其良好的開放性和兼容性，可以適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)控制需要。鑒于CAN總線的諸多優(yōu)點(diǎn)，CAN總線會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)自動(dòng)化相關(guān)行業(yè)的不斷發(fā)展。