CAN總線及其在PLC上的應用

數字電子信息技術的飛速發展對全世界的制造業日益起著巨大的推動作用，使得制造業的各種設備的設計越來越電子化，數字化，網絡化，ECCT產品是艾默生CT推出的一款專門應用于紡織行業的具有CAN總線協議的專用PLC控制器，它不僅滿足了紡織的基本I/O工藝需求，更是把CAN總線協議完美地融合進去，使用戶很輕易地把系統的各種設備通過CAN協議進行連接，本文介紹了CAN總線功能在艾默生CTPLC上的應用。

CAN總線基礎知識簡介

CAN總線（CONTROLLERAREANETWORK，控制器局部網絡）由德國BOSCH公司首先提出來的，CAN總線是目前工業界廣泛應用的總線。其特點簡要歸納如下：

1）CAN控制器工作于多主站方式，網絡中的各節點都可根據總線訪問優先權（取決于報文標識符）采用無損結構的逐位仲裁的方式競爭向總線發送數據。而利用RS-485只能構成主從式結構系統，通信方式也只能以主站輪詢的方式進行，系統的實時性、可靠性較差。

2）CAN協議廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據進行編碼，其優點是可使網絡內的節點個數在理論上不受限制，加入或減少設備都不影響系統的工作。同時可使不同的節點同時接收到相同的數據，這些特點使得CAN總線構成的網絡各節點之間的數據通信實時性強，并且容易構成冗余結構，提高系統的可靠性和系統的靈活性。

3）CAN總線通過CAN控制器接口芯片的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態，CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這樣就保證不會出現類似在RS-485網絡中系統有錯誤時會導致出現多節點同時向總線發送數據而導致總線呈現短路從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節點的操作不受影響，從而保證不會出現象在網絡中，因個別節點出現問題，使得總線處于“死鎖”狀態。

4）CAN具有的完善的通信協議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現，從而大大降低了用戶系統開發的難度，縮短了開發周期，這些是僅僅有電氣協議的RS-485所無法比擬的。

5）與其它現場總線比較而言，CAN總線通信最高速率可達1MBPS，傳輸速率為5KBPS時，采用雙絞線，傳輸距離可達10KM，并且數據傳輸可靠性高;CAN總線是具有通信速率高、容易實現、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現場總線。這些也是目前CAN總線應用于眾多領域，具有強勁的市場競爭力的重要原因。

CAN總線與RS485方式的區別：

CAN總線系統結構：CAN總線每個節點需要帶有CAN協議控制芯片及適當的接口電路，節點之間通過雙絞屏蔽線進行總線式連接，首尾節點需要接120R的匹配電阻，通信最高速率可達1MBPS，傳輸速率越低，傳輸距離越遠。系統結構如下：

CAN協議的報文格式：CAN協議支持兩種報文格式CAN2.0A和CAN2.0B;CAN2.0A為標準格式,CAN2.0B為擴展格式;格式分別如下:

　　CAN2.0A協議報文結構圖如下

　　CAN2.0B協議報文結構圖如下

標準格式和擴展格式唯一的不同是標識符（ID）長度不同,標準格式為11位（ID10-ID0）,擴展格式為29位（ID10-ID0,EID17-EID0）。

在標準格式和擴展格式中,報文的起始位稱為幀起始（SOF）,幀起始標志數據幀或遠程幀的起始，由一個單獨的“顯性”位（0）組成。由控制芯片自動完成，不需要用戶在程序中體現。

然后是由11位標識符（ID10-ID0）（擴展格式為29位（ID10-ID0,EID17-EID0））和遠程發送請求位（RTR）組成的仲裁場。RTR位標明是數據幀還是請求幀,在請求幀中沒有數據字節。