與通用通信總線相比，CAN總線在數據通信方麵具有突出的可靠性、實時性和靈活性。其應用範圍不再局限於汽車工業，而是擴展到機械工業、紡織機械、農業機械、機器人、數控機床、醫療器械、家用電器和傳感器等領域。CAN已經成為國際標準，被公認為最有前途的現場總線之一。它是迄今為止唯一具有國際標準的現場總線。
對於產品的生產和包裝，實現了CIMS管理(即工廠級、車間級和現場級管理)，加強了人機交互，提高了自動化生產管理水平。在原設計的獨立藥品包裝中。
在此基礎上，引入CAN總線，在每條包裝機生產線上安裝一台基於ARM智能監控器，以工業PC機為數據采集站，配以自製的信號板和CAN網卡等。數據采集站通過信號接口板采集輸出、消耗、成品率、設備狀態等實時現場數據，數據采集點並聯到包裝機電氣控製櫃的傳感器輸入點和係統輸出點。數據采集站還通過CAN網卡與車間管理機交換數據。利用CAN總線技術對原有設備進行技術改造，實現企業三級管理，提高企業自動化生產管理水平，具有重要的現實意義。
2CAN總線設計。
1.數據采集方案。
1.1數據采集站的功能。
實時采集包裝機的主要產量和消耗數據，包括正品產量、正品包裝數、商標紙消耗量等
實時收集包裝機的設備狀態數據(包括有效運轉率、成品率、總啟動時間、正常運轉時間、停機時間、停機時間)；
實時收集包裝機剔除動作的頻率和總量(包括產品剔除、商標紙剔除等)。);
實時收集包裝機的原因和停機時間(包括所有停機的原因信號)；
實時收集包裝機剔除原因數據；
實時接收上級管理部門的訂單；
向車間維修組和發料室發送維修和物料需求請求；
實時顯示包裝機的各種現場數據，顯示設備的運行狀態、停機原因，實時顯示每台機器的輸出對比；
采樣間隔為2毫秒，數據采集誤差的理論計算值為<=千分之五。
1.2基於ARM監控器的包裝機上位機功能。
包裝機上位機運行在Windows平台上，軟件采用VC++開發。上位機通過CAN網卡與各包裝機的數據采集站相連，實時采集各設備的現場數據，接收維修或物料需求請求信息。上位機通過ARM智能監控器與工廠係列采集網絡(管理中心)相連，將現場數據實時傳輸到通用生產調度的服務器，實現全廠數據共享。
包裝機數據采集係統的網絡結構如圖1所示。

ARMmonitor作為工廠級的監控器，向總廠管理中心發送狀態信息，自動完成各種信息的上傳發布、數據存儲等功能。
監視器的處理器采用SamsungS3C44B0X16/32位處理器，內存8M，硬盤16M。接口包括一個通用串行總線接口、一個JTAG調試端口、四個串行端口和一個現場總線接口。人機界麵設備包括一個4X4鍵盤和一個280X128顯示屏。USB接口主要用於與主機交換數據時獲得更高的傳輸速度。
包裝機的數據采集係統基於工業PC，要求相應的CAN通信卡為PC總線適配卡。因此，2LGCAN係列CAN232智能接口卡的智能CAN適配卡由ISA接口、雙端口RAM、嵌入式微處理器80C188、CAN通信控製器SJA1000組成。CAN收發器82C25O、數據緩衝器等。其硬件結構如圖2所示。

適配卡的CAN總線網絡通信功能由嵌入式微處理器80C188和CAN控製器SJA1000完成。80C188主要負責聯係人和PC之間的數據通信和協調管理，sSJAlOOO完成具體的消息發送和接收控製任務。當80C188向80C188發送數據和控製字時，SJA1000控製CAN收發器自動發送和接收一幀消息，大大減輕了主機的通信負擔，可以快速執行用戶複雜的通信任務。
為了實現PC機與CAN控製器之間的數據傳輸，必須在PC機與適配卡之間建立雙向數據交換通道。集成雙端口RAM可以通過ISA總線直接用於嵌入式敏感處理器和主機之間的數據交換。集成雙端口RAM是一種性能優異的快速通信設備，適用於多CPU分布式係統和高速數字係統。它提供兩個完全獨立的端口，每個端口都有完整的地址、數據和控製線。利用雙端口內存提供的指示信號，采用合適的通信規則，可以避免爭用，實現快速數據交換。本文采用帶中斷請求信號和忙信號的2KX8位IDT7132高速雙端口RAM，通過內存映射的方式直接映射到主機內存空間，實現適配卡與主機PC之間的高速數據交換。接口采用針式DB9插座，通過RS-232電纜與PC連接。CAN總線數據的收發由“CAN控製器+CAN收發器”完成，RS-232數據的收發由微處理器完成。此外，微處理器負責根據協議進行數據打包、轉換和控製。適配卡具有光電隔離功能，可避免地麵流通對電腦的損害，提高係統在工業現場環境中的可靠性，提高抗幹擾能力。光耦合器的兩端由DC-DC隔離電源供電。為了防止長線傳輸的幹擾，當CAN232智能CAN接口卡是CAN總裁的終端時，必須增加終端匹配電阻。
3.軟件設計。
為了提高軟件的運行效率，現場數據采集軟件在DOS下用C語言和80X86匯編語言實現，車間上位機管理級軟件在WIN98T下用VC++實現。
數據采集站軟件主要由數據采集主程序、通信程序、人機交互界麵程序、各種參數設置、各種圖形圖表動態顯示、係統自檢程序等組成。
通過動態鏈接庫(DLL)實現對CAN適配卡的訪問，動態鏈接庫是Windows係統中最常用的文件。使用動態鏈接庫提供了一種共享數據和代碼的方便方法。多個應用可以在內存中共享同一個DLL副本，有效節省了內存來源。因為DLL獨立於可執行文件，所以極大的方便了應用的升級和售後服務。該訪問主要包括CAN卡的初始化、消息發送和消息接收。實現功能包括初始化、消息發送、消息接收、寄存器寫入、寄存器讀取、複位、組卡關閉等。這些功能RE信號由5402的RD和地址信號產生。讀取前應輸出RRST信號，調試前應通過HPI端口或其他接口將圖像數據傳輸至PC機顯示。
4結束語。
CAN總線在組網和通信功能上的優勢及其高性能價格比決定了其在許多領域的廣泛應用前景和發展潛力。這些應用的共同點是，CAN實際上充當的是現場總線拓撲的計算機局域網，其範圍可以小到家電內部，大到企業等工廠的CIMS管理。盡量在多台藥品包裝機的生產線上使用，承擔任意節點的實時通訊，因為它具有結構單一、速度快、抗幹擾、可靠、價格低等優點。與單台藥品包裝機相比，提高了生產自動化管理水平，實現了企業的CIMS管理。在廣泛的工業領域中，CAN總線作為現場設備級的通信總線，將是CAN技術發展和應用的主要方向。

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