专利名称：用于电袋或布袋除尘器控制系统的can通讯协议及运用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种CAN通讯协议，更具体地说，涉及一种用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，本发明还提供了基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，以及一种基于CAN通讯协议的电袋或布袋除尘器控制系统。
背景技术：
现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串形、多结点的数字通信技术。目前世界上存在着大约四十余种现场总线。目前工程项目中袋区控制器基本上都是采用PLC。而PLC基本上都是采用基于485网络的现场总线协议与远程站点进行通讯。CAN是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为是ISO国际标准化的串行通信协议。是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线。它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，而且简单实用，网络成本低。现有技术的缺点基于485网络的现场总线通讯协议，一般只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差且RS-485网络中时有出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的“死链”现象
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种专用的CAN通讯协议，提供一种更加可靠、快速、长距离的通讯方式，实现由事件驱动和周期循环控制相结合的应用于袋式除尘器的分布式控制系统。本发明的技术方案如下一种用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，遵循CAN2. OB规范，每个节点具有固定的标识地址，所述的协议采用帧优先原则分配标识符，不同的帧类型具有不同的优先权，由优先权决定各种信息帧在同等情况下的发送顺序，每一帧标识符的结构为帧类型+保留位+发送方类型+目的地址+源地址+数据包编号。作为优选，所述的标识符为29位，具体为4位帧类型、I位保留位、I位发送方类型、7位目的地址、7位源地址和9位数据包编号。作为优选，4位帧类型分别定义了 0000为报警信息；0001为执行报文同步帧；0010为命令/状态参数；0011为配置参数；0100为重发申请；0110为状态报文同步帧；1000为总线放弃；1001为巡检帧或确认回应帧。作为优选，I位发送方类型分别定义了 0为主机发信；1为下位机发信。作为优选，协议的巾贞格式的仲裁场由标识符以及SRR (Substitute RemoteRequest BIT,全称为替代远程请求位)、IDE(Identifier Extension Bit,全称为识别符扩展位)和RTR (Remote Transmission Request BIT,全称为远程发送请求位)组成；发送时，SRR = UIDE = URTR = I或0 ;RTR = I时，表示当前为远程帧，RTR = 0时，表示当前为数据帧。基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，包括主机发文、下位机发文；所述的主机依次发送执行报文同步帧、执行报文、功能报文、状态报文同步帧；下位机发送状态报文；一次主机发文时长与一次下位机发文时长构成一个通讯周期。作为优选，所述的执行报文同步帧、状态报文同步帧分别启动主机发文、下位机发文，为主机发送的广播信号，收到所述报文的下位机清空发送缓冲区。作为优选，当前通讯周期未发送的数据，在下一周期进行发送。作为优选，在功能报文与状态报文同步帧间设有容错区；在状态报文后设有容错区。作为优选，功能报文包括主机上电时点名报文、主机确认信、巡检报文,执行主机与下位机间的系统功能，具体如下I)主机依照系统配置信息按地址顺序，通过主机上电时点名报文依次对下位机进行点名；2 )主机通过巡检报文对下位机进行在线检测，如果下位机在线，则下位机在当前通讯周期内作出应答，向主机进行注册，应答内容包括下位机的地址号、模块类型；3)如果地址号和模块类型相对应，则主机继续向下位机传送模块正常工作所需的配置参数、工作参数，如果地址号和模块类型不对应，则报警；4)配置参数、 工作参数发送完毕后，主机再向下位机发送主机确认信，下位机收到主机确认信后进行工作。作为优选，所述的状态报文由工况检测下位机检测各节点的工况得到，用于向主机汇报节点状态；在通讯周期内，以状态报文同步帧为时间同步点，各工况检测下位机按预设的顺序发送各节点的工况。作为优选，配置备机与主机同时发文，各下位机同时接受主机和备机发送的报文，如果数据无错误，则服从主机控制，并发信请求备机停止发文。一种基于CAN通讯协议的电袋或布袋除尘器控制系统，基于CAN通讯协议，遵循CAN2. OB规范；所述的控制系统包括主控模块、下位机，主控模块与下位机通过CAN总线进行连接。作为优选,所述的下位机包括模拟量输入转换模块、脉冲阀输出控制模块、常规输出模块、开关量输入模块；模拟量输入转换模块、脉冲阀输出控制模块、常规输出模块、开关量输入模块与除尘器的执行机构连接。作为优选，主控模块连接有IPC上位机，主控模块与IPC上位机通过以太网进行通f目。本发明的有益效果如下CAN总线通讯协议可以在多主方式下工作，网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性；CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态，这就保证不会在出现在RS-485网络中的现象，即当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象；而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态；并且与其它现场总线比较而言，CAN总线还具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点。
图1是本发明所 述的系统CAN总线的通讯调试方法的通讯周期示意图；图2是本发明所述的除尘器控制系统的连接示意图；图中I是IPC上位机，2是主控模块，3是模拟量输入转换模块，4是脉冲阀输出控制模块，5是常规输出模块，6是开关量输入模块，7是除尘器执行机构。
具体实施例方式以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。一种用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，遵循CAN2. OB规范，每个节点具有固定的标识地址，所述的协议采用帧优先原则分配标识符，不同的帧类型具有不同的优先权，由优先权决定各种信息帧在同等情况下的发送顺序，每一帧标识符的结构为帧类型+保留位+发送方类型+目的地址+源地址+数据包编号。所述的标识符为29位，具体为4位帧类型、I位保留位、I位发送方类型、7位目的地址、7位源地址和9位数据包编号。4位帧类型分别定义了 0000为报警信息；0001为执行报文同步帧；0010为命令/状态参数；0011为配置参数；0100为重发申请；0110为状态报文同步帧；1000为总线放弃；1001为巡检帧或确认回应帧。I位发送方类型分别定义了 0为主机发信；1为下位机发信。协议的巾贞格式的仲裁场由标识符以及SRR (Substitute Remote Request BIT,全称为替代远程请求位)、IDE (Identifier Extension Bit,全称为识别符扩展位)和RTR(Remote Transmission Request BIT,全称为远程发送请求位)组成；发送时，SRR =1、IDE = URTR = I或0 ;RTR = I时，表示当前为远程帧，RTR = 0时，表示当前为数据帧。实施例1、协议原则遵循CAN2. OB规范，采用“源一目的”的方法，每个节点模块(或称下位机)都有自己固定的标识地址。本协议可完成以下功能(1)广播信息；(2)主机与各节点模块间的连接；(3)主机与各节点模块间的信息交换。本协议采用帧优先原则分配标识符，每一帧标识符中的高四位表示帧类型，不同帧类型有不同的优先权，优先权决定了各种信息帧在同等情况下的发送顺序，协议中的29位标识符的分配如下帧类型(4位)+保留位(I位)+发送方类型(I位)+目的地址(7位)+源地址(7位)+数据包编号(9位)。对所有的命令或数据、除定时采集发送的数据外，原则上均需应答(发送确认帧以保证通讯正常)。2、帧格式仲裁场和控制场定义仲裁场由29位标识符ID28 — IDO以及SRR、IDE和RTR组成。发送时，SRR = 1，IDE = 1，RTR = 1/0 (远程帧/数据帧)。29位标识符的具体描述如表I所示表1:29位标识符说明
权利要求
1.一种用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，遵循CAN2. OB规范，每个节点具有固定的标识地址，所述的协议采用帧优先原则分配标识符，不同的帧类型具有不同的优先权，由优先权决定各种信息帧在同等情况下的发送顺序，其特征在于，每一帧标识符的结构为帧类型+保留位+发送方类型+目的地址+源地址+数据包编号。
2.根据权利要求1所述的用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，其特征在于，所述的标识符为29位，具体为4位帧类型、I位保留位、I位发送方类型、7位目的地址、7位源地址和9位数据包编号。
3.根据权利要求2所述的用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，其特征在于，4位帧类型分别定义了 0000为报警信息；0001为执行报文同步帧；0010为命令/状态参数；0011为配置参数；0100为重发申请；0110为状态报文同步帧；1000为总线放弃；1001为巡检帧或确认回应帧。
4.根据权利要求2所述的用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，其特征在于，I位发送方类型分别定义了 0为主机发信；1为下位机发信。
5.根据权利要求1所述的用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，其特征在于，协议的巾贞格式的仲裁场由标识符以及SRR (Substitute Remote Request BIT,全称为替代远程请求位)、IDE(Identifier Extension Bit,全称为识别符扩展位)和RTR(RemoteTransmission Request BIT,全称为远程发送请求位)组成；发送时，SRR =1、IDE =1、RTR = I或0 ;RTR = I时，表示当前为远程帧，RTR = 0时，表示当前为数据帧。
6.基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，其特征在于，包括主机发文、下位机发文；所述的主机依次发送执行报文同步帧、执行报文、功能报文、状态报文同步帧；下位机发送状态报文；一次主机发文时长与一次下位机发文时长构成一个通讯周期。
7.根据权利要求6所述的基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，其特征在于，所述的执行报文同步帧、状态报文同步帧分别启动主机发文、下位机发文，为主机发送的广播信号，收到所述报文的下位机清空发送缓冲区。
8.根据权利要求7所述的基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，其特征在于，当前通讯周期未发送的数据，在下一周期进行发送。
9.根据权利要求6所述的基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，其特征在于，在功能报文与状态报文同步帧间设有容错区；在状态报文后设有容错区。
10.根据权利要求6所述的基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，其特征在于，功能报文包括主机上电时点名报文、主机确认信、巡检报文，执行主机与下位机间的系统功能，具体如下 1)主机依照系统配置信息按地址顺序，通过主机上电时点名报文依次对下位机进行点名； 2)主机通过巡检报文对下位机进行在线检测，如果下位机在线，则下位机在当前通讯周期内作出应答，向主机进行注册，应答内容包括下位机的地址号、模块类型； 3)如果地址号和模块类型相对应，则主机继续向下位机传送模块正常工作所需的配置参数、工作参数，如果地址号和模块类型不对应，则报警； 4)配置参数、工作参数发送完毕后，主机再向下位机发送主机确认信，下位机收到主机确认信后进行工作。
11.根据权利要求6所述的基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，其特征在于，所述的状态报文由工况检测下位机检测各节点的工况得到，用于向主机汇报节点状态；在通讯周期内，以状态报文同步帧为时间同步点，各工况检测下位机按预设的顺序发送各节点的工况。
12.根据权利要求6所述的基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，其特征在于，配置备机与主机同时发文，各下位机同时接受主机和备机发送的报文，如果数据无错误，则服从主机控制，并发信请求备机停止发文。
13.一种基于CAN通讯协议的电袋或布袋除尘器控制系统，其特征在于，基于CAN通讯协议，遵循CAN2. OB规范；所述的控制系统包括主控模块、下位机，主控模块与下位机通过CAN总线进行连接。
14.根据权利要求13所述的基于CAN通讯协议的电袋或布袋除尘器控制系统，其特征在于，所述的下位机包括模拟量输入转换模块、脉冲阀输出控制模块、常规输出模块、开关量输入模块；模拟量输入转换模块、脉冲阀输出控制模块、常规输出模块、开关量输入模块与除尘器的执行机构连接。
15.根据权利要求13所述的基于CAN通讯协议的电袋或布袋除尘器控制系统，其特征在于，主控模块连接有IPC上位机，主控模块与IPC上位机通过以太网进行通信。
全文摘要
本发明涉及一种用于电袋或布袋除尘器控制系统的CAN通讯协议，本发明还提供了基于CAN通讯协议的系统CAN总线的通讯调试方法，以及一种基于CAN通讯协议的电袋或布袋除尘器控制系统。CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性；当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象；而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态；并且与其它现场总线比较而言，CAN总线还具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点。
文档编号H04L29/06GK103067237SQ20121057509
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者余新良, 谢小杰, 邱江新, 林明俞 申请人:福建龙净环保股份有限公司