现场总线can原理与应用技术

现场总线技术与应用

现场总线是应用生产现场、在微机化测控设备之间实现双向数字通信系统，是开放式、数字化、多点通信的低层控制网络。

现场总线是在20世纪年代中期发展起来的。现场总线技术是将专用的微处理器植入传统的测控仪表，使其具备了数字计算和通信能力，采用连接简单的双绞线、同轴电缆、光纤等作为总线，按照公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测控仪表之间、远程监控计算机之间实现数据共享，形成适应现场实际需要的控制系统。它的出现改变了以往采用电流、电压模拟信号进行测控信号变化慢，信号传输抗干扰能力差的缺点，也改变了集中式控制可能造成的全线瘫痪的局面。由于微处理器的使用，使得现场总线有了较高的测控能力，提高了信号的测控和传输精度，同时丰富了控制信息内容，为远程传送创造了条件。

现场总线适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，一出现便成为全球工业自动化技术的热点，受到全世界的普通遍关注。现场总线导致了传统控制系统结构的变革，形成了新型的网络集成式全分布控制系统--现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。 一、现场总线的特点

现场总线系统打破了传统模拟控制系统采用的一对一的设备连线模式，而采用了

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CAN总线技术及其应用

作者：寇念泽

来源：《中国市场》2014年第31期

[摘要]CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一。本文主要分析了CAN总线的技术特点及其应用趋势，对CAN总线在汽车领域的应用进行了深入的分析。 [关键词]CAN总线；汽车；应用

[中图分类号]TN915[文献标识码]A[文章编号]1005-6432（2014）31-0050-02

在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN（Controllor Area Networh）通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议。

CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医

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第4讲

CAN 数据总线（CAN BUS）

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CAN通信技术概述

CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。

CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线上述问题便得到很好地解决。 幻灯片5

1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。

CAN的规范从CAN 1.2 规范(标准格式)发展为兼容CAN 1.2 规范的CAN2.0规范(CAN2.0A为标准格式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范。 幻灯片6

CAN总线特点

CAN总线是一种串行数据

现场总线,canbus,can-bus,sja1000,

目 录

第1章 输入输出通道接口技术 ················································································&#

现场总线技术

第二章 CAN技术规范介绍

教材： 作者：

现场总线CAN原理不应用技术 绕运涛、邹继军、郑勇荟

中国矿业大学/徐海学院 2012-08

CAN技术规范介绍-标准现场总线技术

标准 BOSCH公司

V1.2 V2.0A V2.0B (V2.0B完全兼容2.0A) ISO 11898-道路交通运载工具-数字交换-高速通信控制器局 部网

国际标准化组织

现在所有厂家生产的CAN控制器都已支持V2.0B

中国矿业大学机电工程学院-张有忠 ©版权所有 2012-08 V2.01

CAN技术规范介绍-应用 应用 CAN连接发动机控制单元，各种传感器，刹车系统、 减震系统、防滑系统、转向系统 车灯组，电气车窗，代替接线配线装置 音响、视频等娱乐、辅助单元 车身环境控制系统 ……现场总线技术

中国矿业大学机电工程学院-张有忠 ©版权所有 2012-08 V2.01

CAN特性 CAN特性 支持报文优先权 保证报文延迟时间 设置灵活 时间同步的多点接收 系统内数据的一致性(System Wide Data Consistency) 多主机网络(对等网) 错误监测和错误标定 只

现场总线技术

第二章 CAN技术规范介绍

教材： 作者：

现场总线CAN原理不应用技术 绕运涛、邹继军、郑勇荟

中国矿业大学/徐海学院 2012-08

CAN技术规范介绍-标准现场总线技术

标准 BOSCH公司

V1.2 V2.0A V2.0B (V2.0B完全兼容2.0A) ISO 11898-道路交通运载工具-数字交换-高速通信控制器局 部网

国际标准化组织

现在所有厂家生产的CAN控制器都已支持V2.0B

中国矿业大学机电工程学院-张有忠 ©版权所有 2012-08 V2.01

CAN技术规范介绍-应用 应用 CAN连接发动机控制单元，各种传感器，刹车系统、 减震系统、防滑系统、转向系统 车灯组，电气车窗，代替接线配线装置 音响、视频等娱乐、辅助单元 车身环境控制系统 ……现场总线技术

中国矿业大学机电工程学院-张有忠 ©版权所有 2012-08 V2.01

CAN特性 CAN特性 支持报文优先权 保证报文延迟时间 设置灵活 时间同步的多点接收 系统内数据的一致性(System Wide Data Consistency) 多主机网络(对等网) 错误监测和错误标定 只

1-1 什么是现场总线？现场总线出现的历史背景是怎样的？

定义：应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。它广泛应用于制造业、流程工业、楼宇、交通等领域的自动化系统中。

背景：从20世纪50年代至今一直都在使用着一种信号标准，那就是4一2OmA的模拟信号标准。20世纪70年代，数字式计算机引人到测控系统中，而此时的计算机提供的是集中式控制处理。20世纪80年代，微处理器在控制领域得到应用，微处理器被嵌人到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。

随着微处理器的发展和广泛应用，产生了以IC代替常规电子线路，以微处理器为核心，实施信息采集、显示、处理、传输及优化控制等功能的智能设备。一些具有专家辅助推断分析与决策能力的数字式智能化仪表产品，其本身具备了诸如自动量程转换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势图等功能通信技术的发展，促使传送数字化信息的网络技术开始得到广泛应用。与此同时，基于质量分析的维护管理、与安全相关系统的测试记录、环境监视需求的增加，都要求仪表能在当地处理信息，并在必要时允许被管理和访问，这些也使现场仪表与上级控制系统的通

现场网络

1、CAN总线的主要技术特点、技术规范、报文帧类型、帧结构、网络控制体系以及常见的CAN通信控制器 主要技术特点:

?CAN网络上的节点不分主从

–任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，通信方式灵活 ?CAN采用非破坏性的总线仲裁技术 -载波监听多路访问、逐位仲裁 -先听再讲

-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地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而节省了总线冲突的仲裁时间。 ?CAN网络上的节点具有不同的优先级 –可满足对实时性的不同要求

–高优先级的数据可在134微秒内得到传输

?通过报文滤波可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式收发数据，无需专门的“调度”

?CAN的直接通信距离

–最远可达10km（速率5kbps以下）；

–通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m）。 ?CAN总线上的节点数决定于总线驱动电路，一般为 –可达110个； ?报文标识符：

–CAN2.0A为2032种

–CAN2.0B扩展帧的报文标识符几乎不受限制 ?CAN为短帧结构，传输时间短，受干扰概率低

?CAN节点具有良好的检错功能，出错率低–节点中均有错误检测、标定和自检能力。

课程论文

现场总线技术

题 目： CAN总线通信系统设计 学院（系）： 信息工程学院专业班级： 学生姓名： 学号 ：

指导教师： 年 5

月 20日

2013

摘要：现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计

算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种多主方式的串行通讯总线，数据通信实时性强。与其它现场总线比较而言，CAN总线具有通信速率高、容易实现、可靠性高、性价比高等诸多特点。

CAN总线是控制器局域网总线(contr01ler AreaNetwork)的简称。属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。由于其高性能、高可靠性及独立的设计而被广泛应用于工业现场控制系

CMS硬件使用手册之CAN现场总线 上海神开石油科技有限公司

第二章 CAN现场总线

一、 CAN总线型传感器的分类

目前我们使用的防爆隔离栅共分三种，请在使用时注意区分：

1．SK-9N01CAN总线绞车隔离栅，俗称C型节点，只用于配接绞车传感器。 2．SK-9N02CAN总线泵冲隔离栅，俗称B型节点，用于配接泵冲、转盘转速传感器。

3．SK-9N03CAN总线模入量隔离栅，俗称A型节点，用于所有4-20mA输出信号传感器；A型节点又分为二线制和三线制，以及顶驱客户端三种，出厂时在防爆隔离栅外壳不锈钢标牌上有所标识。

注意：三线制A节点仅用于配接SK-8N07电扭矩传感器、SP-1102总烃传感器和格

林通H2S，其余均为二线制。而安路、格产H2S传感器为二线制。顶驱转速、顶驱扭矩的接线方法又有所不同。

这里所谓的防爆，是指具有承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力， 并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物的传播，隔爆型电气设备，有 “d” 标志。防爆原理：电气设备引燃可燃性气体混合物有两方面原因：一个是电气设备产生的火花、电弧。对于设备在正常运行时