基于CAN總線的橡膠加工分布式計算機測控系統的設計與實現
加入技術交流群
現場I/O模塊
現場I/O模塊采用ADAM5000系列，它具有體積緊湊、符合現場總線的趨勢，其數據采集、模擬輸出以及數字I/O等3種不同的數據采集，使現場I/O設備容易構成計算機應用網絡。具有系統設計靈活、易于安裝和組網、適合于工業現場環境、支持的軟件豐富等特點。
現場I/O 模塊根據現場的實際控制需要，分為模擬輸出模塊、模擬輸入模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊以及熱電偶（RTD）輸入模塊，所用的幾種主要功能模塊如下： 模擬量采集：ADAM5017（8通道），模擬量輸出：ADAM5024（4通道），數字量輸出：ADAM5056（16通道），數字量輸入：ADAM5052（隔離、8通道），熱電偶輸入：ADAM50（3通道），繼電器輸入：ADAM5068（8通道）。
過程控制流程
現場過程信號采集及監控流程由4部分組成：配合劑稱量工段控制流程、橡膠混合工段分站控制流程、橡膠硫化工段分站控制流程、成品修補工段分站控制流程，4個工段由相應的工程師站管理。每個工段又分為若干個現場站點，每個現場站點又實時監控若干個現場I/O單元，形成四級管理。
數據采集監控流程為：每個現場I/O單元實時變送相應的現場環境參數，現場測控站點ADAM5000/CAN實時采集所屬的現場I/O單元的數值，然后ADAM5000/CAN將一些重要的數據通過CAN總線上報到工程師站，工程師站根據實時監測到的各種模擬信號以及數字量進行邏輯判斷、實時處理后，形成歷史數據，實時報警、實時顯示各現場測控站點的運行狀態，同時，產生必要的控制參數，再通過CAN總線傳輸到現場站點ADAM5000/CAN，現場站點ADAM5000/CAN再分別通過數字輸出模塊和模擬輸出模塊實時控制相應的現場執行機構，以調整現場的工作環境。
為了用戶操作方便，需要畫面顯示、曲線趨勢圖顯示、數據存儲、實時故障報警及報表打印等功能，因此，在軟件設計時，采用組態式設計方法。應用軟件采用Windows視窗技術，且為全新的中文瀏覽器界面，操作界面圖形化，使操作更為直觀、方便、靈活，視窗界面更為友好。應用軟件采用現場總線的通信協議，具有多主、實時、高可靠性、較低的系統硬件成本等優點，使應用軟件可在環境較為惡劣的工作現場中穩定運行，降低了整個網絡的風險性。
軟件功能
工程師站完成相應工段分網的檢測、控制及管理任務，作為工程師的工具，使分網能夠低耗、安全運行，其主要功能有：（1）巡檢、存儲并實時顯示分網的運行參數，使工程師能夠隨時查看到分網的實時和歷史數據，從而對分網進行統一的檢測和管理。（2）根據分網實時參數，分析運行工況、及時發現分網出現的各種異?，F象，分析系統可能出現的故障，并及時顯示報警。（3）隨時打印各種報表和記錄，包括：報警打印、報表定時打印、操作記錄打印。（4）各種信息顯示，包括：日期、時間顯示，流程畫面顯示，分組控制顯示，趨勢顯示，操作指示顯示等。（5）配方管理、簡單實用的報表處理系統；（6）各種先進控制算法及其參數的自整定。
現場站點的功能包括：
數據實時采集、處理、顯示；
故障實時報警、顯示；
現場設備實時監控；
軟件模塊
為了使系統具有畫面顯示、曲線趨勢圖、數據存儲、實時故障報警及報表打印的功能，軟件分為，二級工程師站的應用程序和現場站點的應用程序，其中：二級工程師站的應用程序有以下幾個大的功能模塊：（1）初始化模塊；（2）控制參數設定模塊；（3）通信模塊；（4）數據采集模塊；（5）現場/遠程控制模塊；（6）數據記錄、查詢以及報表打印模塊；（7）故障診斷報警模塊；（8）生產工藝流程畫面顯示模塊。
現場站點的應用程序有以下幾個大的功能模塊：（1）初始化模塊；（2）控制參數設定模塊；（3）控制參數設定模塊；（4）數據采集與顯示模塊；（5）故障監測和報警模塊。
為保證系統穩定運行，系統采取了如下幾點重要的措施：（1）網絡采用非破壞性的總線仲裁，避免了各通信設備爭用總線而導致通信失敗和數據丟失的弊端。（2）采用CRC校驗方式，使通信系統具有強有力的錯誤偵測和糾正功能。（3）在線分網監控，且互為備份。（4）采用“Watchdog（看門狗）”技術，保證系統在強干擾下不會出現死機現象。（5）軟件中采用了數字濾波技術。
該系統采用現場總線控制技術，并選用CAN式的網絡結構，極大地提高了整個測控系統的可靠性、實時性。整個系統采用先進的設計思想，保證了系統的先進性。整個系統運行一年來，性能穩定，運行可靠，并為該企業創造了一定的經濟和社會效益。
評論