基于CAN总线的FCS控制系统研制

摘要

现场总线是连接现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物，是一种开放式和分布式的新模式总线。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。
　　本文综述现场总线产生的原因、概念、体系结构、特点和发展现状，分析目前常见的几种现场总线的优缺点，根据目前市场需求，提出基于CAN总线的FCS系统设计方案。该系统由上位机和现场总线模块构成，上位机可由传统的PC机实现或由本文开发具有记录，键盘输入及显示功能的专用模块实现。
　　本文研制基于CAN BUS的FCS系统，有记录报警和管理功能的记录模块，模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输出模块、语音报警模块等，对其它模块也做出规划。各模块设计基于ARM7芯片开发，扩展功能接口。制定CAN总线通讯协议，开发其驱动程序。
　　模块开发以LPC2119为核心，LPC2119是ARM7内核的嵌入式MCU，带有128/256KB嵌入高速Flash存储器，16KB片内静态RAM，非常小的64脚封装，4路10位A/D转换器，还有2个CAN接口，非常适合工业应用。
　　系统工作应用构建：各个模块安装到现场后，通过上位机PC或记录模块对各个节点进行组态。组态完毕后，系统脱离上位机运行。记录模块定时管理下位各模块，接收并记录总线上传来的报警信息，根据组态参数，输出控制信息到控制模块，控制相应执行机构，同时能够通过键盘设置总线节点参数并显示。
　　系统经初步测试，基本达到设计指标和要求。
　　本文还对现场总线协议模型作了简单介绍，现场总线模型由物理层、数据链路层、应用层和用户层组成。

目录

基于CAN总线的FCS控制系统研制

DEVELOPMENT ON FCS CONTROL SYSTEM BASED ON CAN BUS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究目的和意义

1.2 国内研究应用现状

1.3 几种典型现场总线比较

1.3.1 CAN总线

1.3.2 PROFIBUS

1.3.3 FF总线

1.4 现场总线协议模型

1.5 现场总线控制系统体系结构特点

1.5.1 现场总线控制系统的特点

1.5.2 现场总线的优点

1.6 现场总线的未来

1.7 本章小结

第2章 基于CAN总线的现场总线控制系统

2.1 CAN总线技术

2.2 现场总线的拓扑结构

2.3 现场总线控制系统构成

2.4 本章小结

第3章 系统硬件设计

3.1 现场总线控制系统模块构成

3.2 MCU选型

3.3 CAN通讯接口电路设计

3.4 记录模块硬件设计

3.5 语音模块硬件设计

3.6 模拟量输入模块硬件设计

3.7 模拟量输出模块硬件设计

3.8 数字量输出模块硬件设计

3.9 系统电源模块设计

3.10 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 CAN通信软件设计

4.2 记录模块软件设计

4.3 语音模块软件设计

4.4 模拟量输入模块软件设计

4.5 模拟量输出模块软件设计

4.6 数字量输出模块软件设计

4.7 本章小结

第5章 智能建筑温湿度控制系统中的应用

5.1 应用背景

5.2 系统的总体方案

5.3 系统软件

结论

参考文献

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致谢