CAN總線在織機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

1 織機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)方案

織機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)眾多，對(duì)于織機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要目標(biāo)是在異地對(duì)織機(jī)群整體狀態(tài)數(shù)據(jù)完成采集，提供計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析和查詢功能，并能夠存儲(chǔ)、瀏覽和打印各類(lèi)報(bào)表，為生產(chǎn)提供信息管理服務(wù)。主要包括：

(1)織機(jī)主要工作參數(shù)的監(jiān)測(cè)。如生產(chǎn)班次、織機(jī)機(jī)臺(tái)號(hào)、車(chē)速、引緯率、產(chǎn)量、織物品種、織疵類(lèi)型、停機(jī)時(shí)數(shù)、故障原因等。

(2)織機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析與處理。如崗位、車(chē)間和企業(yè)層次的不同產(chǎn)品產(chǎn)量報(bào)表、各織機(jī)的工作效率、故障分類(lèi)及原因等。

根據(jù)這一目標(biāo)要求，加上織機(jī)正常工作時(shí)工作參數(shù)較多，沒(méi)有必要將單臺(tái)織機(jī)的各種數(shù)據(jù)全部集中到監(jiān)控端處理，因此織機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)采取分級(jí)監(jiān)控的方法。由于CAN總線是主要用于各種過(guò)程監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為多主工作方式，可以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和全域廣播方式傳遞信息，且通信速率最高達(dá)1Mbps，傳輸距離可以達(dá)10km，具有極高的可靠性和較好的靈活性和實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)。利用CAN總線所具有的這些優(yōu)勢(shì)，采用CAN總線作為織機(jī)狀態(tài)信息雙向通信的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)織機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。織機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1織機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

由圖1可知，該系統(tǒng)由單臺(tái)織機(jī)監(jiān)控管理級(jí)和上位機(jī)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理級(jí)兩大部分組成。單臺(tái)織機(jī)監(jiān)控管理級(jí)主要由32位單片機(jī)MC68336完成織機(jī)工作參數(shù)設(shè)定、織機(jī)五大運(yùn)動(dòng)控制和織機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)織機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、處理和控制。

上位機(jī)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理級(jí)主要由計(jì)算機(jī)、CAN總線和其他輔助外部設(shè)備如打印機(jī)等組成。CAN總線節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)MC68332、CAN控制器、CAN收發(fā)器組成。CAN總線系統(tǒng)很容易擴(kuò)展成針對(duì)多織機(jī)對(duì)象的監(jiān)控系統(tǒng)。

系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，對(duì)各個(gè)CAN總線節(jié)點(diǎn)MC68332、CAN控制器等進(jìn)行初始化，MC68332接收織機(jī)各傳感器檢測(cè)的織機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將部分工藝參數(shù)顯示在織機(jī)顯示屏上。另一方面，上位機(jī)向CAN總線發(fā)出讀取各節(jié)點(diǎn)織機(jī)狀態(tài)參數(shù)的命令，MC68332接到命令后，將織機(jī)的主要工作參數(shù)，如織機(jī)機(jī)臺(tái)號(hào)、車(chē)速、引緯率、織物種類(lèi)、產(chǎn)量、停機(jī)時(shí)數(shù)、故障原因等，按CAN規(guī)范規(guī)定的格式將其寫(xiě)入CAN控制器的發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)，并啟動(dòng)發(fā)送命令，通過(guò)CAN總線傳輸給上位機(jī)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)上的信息的接收與發(fā)送。

2 CAN總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

CAN總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)上信息的接收和發(fā)送站。本系統(tǒng)采用MC68332單片機(jī)作為CAN網(wǎng)絡(luò)的智能節(jié)點(diǎn)。CAN通信控制器選用SJAl000型，CAN收發(fā)器選用與之匹配的82C250型。CAN總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電路如圖2所示。

圖2 CAN總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電路如圖

為了保證CAN與MC68332單片機(jī)之間的時(shí)序同步，由CAN控制器SJAl000給MC68332提供時(shí)鐘信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，82C250的CANH和CANL引腳通過(guò)一個(gè)120Q的電阻與CAN總線相連，起到限制過(guò)電流對(duì)82C250的沖擊作用，提高數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

必要時(shí)，為了提高節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，可以在CAN控制器和CAN收發(fā)器之間增加光電隔離電路。由于CAN網(wǎng)絡(luò)不能直接連接到上位機(jī)的串行口，因此選用RS232，CAN轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)相互之間的通信。