快速實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的分布式控制系統(tǒng)
隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，越來越多的自動化設(shè)備投入到了工業(yè)大生產(chǎn)中，上百上千個的運動機構(gòu)遍布于生產(chǎn)車間的各個角落，拋棄了人工在場操作的生產(chǎn)模式，每個自動化運動機構(gòu)是否能夠穩(wěn)定的協(xié)同作業(yè)便成為決定產(chǎn)品能否成形的重要條件。實時性，可靠性的數(shù)據(jù)傳輸要求，使傳統(tǒng)的RS232、RS485等通訊已無法勝任，現(xiàn)場總線技術(shù)便是打破僵局，使生產(chǎn)力發(fā)展的極大推動力，而在這場紅潮中，CAN總線技術(shù)與分布式控制系統(tǒng)的結(jié)合，更是合理解決了這一難題。
CAN 是Controller Area Network 的縮寫（以下稱為CAN），是ISO國際標準化的串行通信協(xié)議，是一種實時性極強的總線通信，可以使用雙絞線來傳輸信號，是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線。CAN協(xié)議的特性包括完整的串行數(shù)據(jù)通訊、提供實時支持、傳輸速率高達1Mb/s、同時具有11位的尋址以及檢錯能力。是一種多主方式的串行通訊總線，基本設(shè)計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電子干擾性，并且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。CAN總線可以應(yīng)用于汽車電控制系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、紡織機械、船舶運輸?shù)阮I(lǐng)域。
分布式控制系統(tǒng)一般是由多臺計算機分別控制生產(chǎn)過程中多個控制回路，同時又可集中獲取數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng) 。采用微處理機分別控制各個回路，而用中小型工業(yè)控制計算機或高性能的微處理機實施上一級的控制 。各回路之間和上下級之間通過高速數(shù)據(jù)通道交換信息。分布式控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)獲取、直接數(shù)字控制、人機交互以及監(jiān)控和管理等功能。在分布式控制系統(tǒng)中，按地區(qū)把微處理機安裝在測量裝置與控制執(zhí)行機構(gòu)附近，將控制功能盡可能分散，管理功能相對集中 。這種分散化的控制方式能改善控制的可靠性，不會由于計算機的故障而使整個系統(tǒng)失去控制。當管理級發(fā)生故障時，過程控制級（控制回路）仍具有獨立控制能力，個別控制回路發(fā)生故障時也不致影響全局。與計算機多級控制系統(tǒng)相比 ，分布式控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上更加靈活、布局更為合理和成本更低。
如上所述，分別是CAN總線與分布式控制系統(tǒng)的介紹與特點，那要如何快速實現(xiàn)這兩者的融合呢？下方將舉一個最容易實現(xiàn)的系統(tǒng)幫助大家理解，完整的系統(tǒng)框圖如下所示：
系統(tǒng)中CANOpen主站卡USBCAN-E-P或PCI-5010-P配合PC機構(gòu)成主監(jiān)控設(shè)備完成對底層執(zhí)行機構(gòu)實行集中監(jiān)控。
USBCAN-E-P 與PCI-5010-P 主站卡可為PC 機拓展出CANOpen通訊接口，實現(xiàn)CANOpen 協(xié)議的數(shù)據(jù)通信。作為CANOpen 網(wǎng)絡(luò)的管理者，能夠執(zhí)行CANOpen 網(wǎng)絡(luò)的啟動，從站的狀態(tài)管理以及錯誤診斷等功能。
其中的NDAM-9020 CANOpen從站通訊模塊配合NDAM系列的數(shù)字/模擬量采集模塊組合成底層的分布式控制通訊單元，可實現(xiàn)對系統(tǒng)主機的控制指令接收，底下電氣執(zhí)行機構(gòu)控制和實時狀態(tài)的獲取上傳。
NDAM-9020為NDAM系列中的CANOPEN通訊模塊，作為一個標準的從站模塊。內(nèi)部已經(jīng)集成了CANopen從站協(xié)議棧代碼，不需要用戶進行二次開發(fā)。只需要將NDAM-9020與若干個采集模塊拼接，即可組成一套完整的采集設(shè)備
