基于CAN总线的锅炉分布式监控系统设计
为进一步提高系统的抗干扰能力,在CAN控制器SJA1000和CAN控制器接口PCA82C250之间加接6N137光电隔离芯片,并采用DC-DC变换器隔离电源。通信信号传输到导线的端点时会发生反射,反射信号会干扰正常信号的传输,因而总线2端两个124 W的电阻(见图1)对匹配总线阻抗起着相当重要的作用;忽略掉它们,会使数据通信的抗干扰性和可靠性大大降低,甚至无法通信。PCA82C250第8脚与地之间的电阻RS称为“斜率电阻”,它的取值决定了系统处于高速工作方式还是斜率控制方式。把该引脚直接与地相连,系统将处于高速工作方式。在这种方式下,为避免射频干扰,使用屏蔽电缆作总线;而在波特率较低、总线较短时,一般采用斜率控制方式,上升和下降的斜率取决于RS的阻值。通常情况下,RS较理想的功率取值范围为15 kW~200 kw。在这种方式下,使用平行线或双绞线作总线。
温度测量模块采用美国DalIas公司推出的基于单总线技术的数字温度计芯片DS1822,其连接电路简单,无需外接元件,如图4所示。DS1822采用了一种将温度直接转换为频率的时钟计数法,计数时钟由温度系数很低的振荡器产生,因而非常稳定;而计数的闸门周期则由温度系数很高(即对温度非常敏感)的振荡器决定。
压力测量模块采用精密智能压力传感器PPT-R。PPT-R是霍尼威尔公司生产的高品质压力传感器,带有不锈钢隔膜,适用于对高温、腐蚀性介质的测量。
PPT-R智能压力传感器性能优良、组态灵活。PPT-R传感器可对每次测量的压力信号进行积分,积分时间可在8 ms~12 s之间选择。这样可以提高数字控制系统在不同环境条件下的适应性和抗干扰能力。PPT传感器具有优异的重复性和稳定性,其压力信号可由单片机设置为数字输出模式,也可以设置为模拟输出模式。本系统中,将其设置为数字输出模式。
3 软件的设计
系统软件的设计采用模块化方式,主要分为上位机程序模块、数据采集处理模块和CAN通信模块等。在此主要介绍上位机软件模块与CAN通信模块的设计。
3.1 上位机软件的设计
上位机软件以Borland公司推出的C++Builder6为开发平台,具有系统参数设置、监控状态设置、数据发送和接收、节点状态查询、中断接收数据管理等功能。上位机首先对CAN总线及其自身初始化,然后发送命令通知特定的节点向CAN总线上发送数据,通过CAN总线上传到上位机,再由上位机处理。上位机采用定时轮循方式向各个节点发命令,采用中断方式接收数据。
首先用CreateFile( )打开通信串口,函数引用格式为:
CreateFile(1pFileName,dwDesiredAccess,dwShare-Mode,lpSecurityAttributes,dwCreationDistribution,dw-FlagsAndAttributes,hTemplateFile);
然后用BuildCommDCB()和SetCommState( )函数通过通信设备控制块DCB(Device Control Block)设置串口通信参数,如波特率、停止位、数据位、校验位等;
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