基于CAN总线的切水器系统

前言

　　油气在生产储运过程中会混入一些水、杂质，为保证油品质量，在储存容器内必须将明水切除到规定的标准。目前常规的方法是在储罐底部专设一切水阀门，由人工操作排放生产储运过程中会混入一些水、杂质，为保证油品质量，在储存容器内必须将明水切除到规定的标准。

　　切水器的开发和应用对石油化工工业的生产技术和生产自动化的提高，无疑是一项重要的贡献。它解决了石化行业的油罐脱水采用人工操作，对油水的分离无法严格控制，排水的含油量比较高，造成油品的浪费，污染环境等问题；克服了人为误操作带来的极大安全隐患。

　　上图是用QTOUCH软件制作的上位机运行画面，整个电控系统由探头，液位计，电磁阀，回讯器和泓格公司的CAN8423控制器，87055W，87017RCW组成，上位机安装泓格公司的CAN200系列板卡连接到现场CANBUS。现场传感器探头，回讯器的DI信号传给87055W，液位计信号传给87017RCW，整个逻辑根据现场传感器的回馈信号做判断，然后通过87055W的DO输出控制电磁阀。

一、CAN总线简介

　　控制器局域网 CAN 是由 ISO 定义的串行通讯总线。它最初出现在 80 年代末的汽车工业里，它的基本设计规范要求有高的位速率、高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。由于 CAN 串行通讯总线具有这些特性，它很自然地在汽车、制造业以及航空工业中受到广泛应用。CAN 通讯协议描述了在设备之间信息如何传递，它对层的定义与开放系统互连模型 OSI 一致，每一层与另一设备上相同的那一层通讯，实际的通讯是发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连 CAN 的结构定义了模型的最下面的两层， 数据链路层和物理层、应用层通过不同的新兴协议层，专门用于特殊的工业领域加上由个别 CAN 用户定义的任何合适的方案和物理层连接。可能最好的 CAN 协议工业标准也许就是 Allen-Bradley 的 DeviceNet 它是为 PLC 和智能传感器设计的。国际上广泛应用的 CAN 协议工业标准还有 CANopen 和 SDS 。物理介质包括带有特定终端的双绞线，在 BasicCAN 的规范中它的传输速率能达到 250KBaud ，而PeliCAN 能达到 1Mbaud。 物理层和数据链路层对于系统设计者来说是透明的， 并包含在所有执行 CAN 协议的部件中。这些部件有带有集成 CAN 接口的微控制器， 例如与 8051 兼容的 Philips P97C591 处理器和 16 位的 Philisp XA82C200 SJA1000 是一个独立的 CAN 控制器， 它可以和很多微控制器直接接口， 而与物理介质连接可以用分离部件或者 82C250 TJA1050 集成电路或相似的方法实现。

　　基于CAN总线的切水器控制系统网络结构如上图所示，系统由上位机、CAN总线、现场设备单元节点组成。数控系统上位机通过CAN总线控制网络节点任单元。感应器 、执行器或采集数字和模拟数据都非常理想， 它们能够被看作中央微控制器的远程附件。CAN接口适配器是上位机与CAN8423控制单元数据传输和控制的桥梁，伺服单元采集现场的数据通过总线传给上位机，实现实时监视和控制。

二、模块介绍

　　CAN8423是台湾泓格生产的CANOPEN系列产品之一，支持CANOPEN协议，具有1个CAN口，内置80MHz CPU，具体规格如下：

　　CAN8423有4个扩充插槽，使用者可以根据实际的需求，选用8K或者87K系列的DI/DO/AI/AO模块，安装在扩充插槽上，扩充装置的I/O通道，使装置在应用上更具有弹性。CAN8423的设计均遵循了CANOPEN的规范，因此装置提供了像是动态PDO、EMCY物件、错误输出值、循环与非循环同步等不通功能。

三、应用范围

　　CANOPEN其最核心部分是通过对象词典来描述设备功能并以EDS文件格式来记录，采用实时数据与服务数据分开传输，最大限度提高实时数据传输效率，灵活多变的数据传输方式以及强大的网络管理能力。一经推出便得到了广泛的应用，在车辆工业、工业机具、建筑物自动化、医疗设备、航海机具、餐厅设备、实验室器材及科研研究等行业中已得到广泛的应用。

四、结束语

　　CAN总线提高了系统的可靠性，为用户提供了更为灵活的系统集成主动权，其良好的开放性和兼容性，可以适应各种现场控制需要。鉴于CAN总线的诸多优点，CAN总线会得到广泛的应用，推动自动化相关行业的不断发展。