基于PCC的CAN总线分布式生产控制系统
近来，由于环保意识与动物保护主义盛行，优质人造皮革在国际市场上受到了广泛的欢迎。因此制革机械近几年来得到了新的发展。尤其是湿法皮革生产线，为提高系统的精度和可靠性，目前大多厂商放弃以同步控制器，温度控制仪为主的传统实现方式。转而纷纷进入plc 加触摸屏方式，或工控机加plc 控制方式的格局。该生产线有100 - 150m 的长度。同时存在60 - 70 模拟信号。
因此为了降低成本，增加系统的可靠性。我们采用了pcc（计算机控制中心） ，加can 总线分布采集模块，触摸屏构成湿法皮革生产线的自动控制系统。
1. pcc 的概述
b&r 的pcc 控制器采用分时多任务操作系统，因此可将控制要求分成多个任务（ task） ，并且在一个扫描周期内同时执行；windows 下编程环境automatoin studio 支持标准的c、basic、梯形图、指令表、顺序结构图等六种标准的开发语言；根据需要可以在同一个项目中采用多种语言进行编程。同时，编程环境中包含丰富的函数库及功能块（functionblock） ，大幅度减轻了开发人员的工作量。在本套控制系统中pcc的软件的开发中，我们主要采用了以c语言为主，梯形图为辅的编程方式。
2. can 总线的概述
can ，全称为“controller area network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。起先，can被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ecu 之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入can 控制装置。can 是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km 时，can 仍可提供高达50kbit/ s 的数据传输速率。
3. 系统的总介绍
本系统由触摸控制屏、pcc、can 总线模块三部分构成。具体结构参见图1 。其中触摸屏主要完成工艺参数的设定，如轧辊的温度，系统的走布速率等；显示各轧辊的张力以及历史参数，显示系统的运行状态。包括变频器的电流，故障代码等。触摸屏rs232口与pcc的rs232 建立点与点的通讯。由pcc 拥有独创farame - drive功能。因此，它几乎可以与所有rs232 的设备进行相互通讯。pcc 是生产过程的控制核心。主要功能是完成对各can 总线模块扫描，获得现场的温度及张力轧辊位置信号。并根据工艺参数的要求进行各种pid 运算后输出控制信号到cav 总线输出功能块。其系统结构框图如图2.
4. 同步控制原理
（1） 系统的传动线路图：系统放卷与收卷用力矩电机单独控制。整个系统的速度跟随主凝固机运动。主凝固机由一台5. 7kw 的矢量型变频器拖动。其给定信号采自于触摸屏的设定。其他各扎机分别31 台主频机拖动。每台扎机的速度保证与主凝固机同步。其结构框图如图3 所示。在保证张力恒定的情况下能保证系统转速的同步。为了加快调节时间加入前馈控制量速度设定，使系统在起动和速度升降过程中张力波动减少，在张力控制过程中一旦出现了张力过载，pcc 输出控制气阀抬起了压辊。张力恢复正常后又自动压上压辊，其控制策略采用双位控制。
（2） 温度控制：温度采用c 语言使用pid 函数，可以控制无限路温度调节。在该系统中，一般控制8 到10 路温控。由于采用的是c 语言，可以动态的定义当前有几路温控，普通温控表或pid 调节器难以进行准确温控； 而b &r 公司智能温度pid 软件可以自动计算出不同温控所需要的pid 参数，使温度控制精确到±1 ℃。
5. pcc 的can 总线的特点与下位can 模块的通讯
（1） pcc 的can 总线的使用
pcc 的can 帧最多可用8 个字节的信息进行读写。这部从通过调用can 函数库来实现。其中包括conopen ， canwrite ， canread ，以及santab 和canrwtab.canopen 函数包括完成对can 总线的初始化，需要注意的是can 总线的初始化必须包含在初始化例程inti sp 中。canopen （ 1 ，band - rate ，cob - ant ，adr （ erro - adr） ， 0. ， 0 us - ident ，stafus） 其中band - rate = 25 ，即代表波特功率为250k.us - ident 是调用can 初始化得到的到pcc 的can的id ，在can 总线的读写过程都将用到该参数。can 总线的写信息通过在优先级较高的进程中采用can2write函数，其函数参数定义如下：canwrite（band -rate ，cob - ant ，adr erro - adr ，0 ，0 ，us - ident ，status ） ，enable = 1 ，us - idenf 为在canopen （） 初始化中建立的us - idenf .can - id 为数据目标can 模块有关的can 数据桢的id.date - adr 为发送数据模块的首地址。date - iog 为发送的数据长度。其最大值为8.如果以can - id 为帧地址数据被成功发送则status = 0 ，反之status= 错误代码。其发送数据的流程如下：
写pccd 的can 总线代码：
init sp for the task
enable = 1
baud- rate = 25
cob-anz = 35
can-open （enable ，baud- rate ，cob-ant ，adr （erro-adr） ，0 ，0 ，us-ident ，rc-open）
;cyclic section of tark
if （rc-open = 0） then
canwrite （enble ， us-ident ， ＄ # # ， adr （ data-adr） ， 8 ， rcwrite）
if （rc-write> < 1then） ;错误处理
endif
enfif
（2） pcc can 总线的读数据
在pcc 中设置一较高优先级的task 来处理轮寻采集模块的数据。为降低系统成本和提高采样的速率。本系统根据轧辊的分布情况采用8 块张力，2 块热电偶采集模块。每块模块可采集6 路信号。实际使用4 路输入，另外2 路作为备用。采样精度为10 位。这样需求20 个can- id.其采样周t = 20 ×task 的（时间片= 1ms） 。其初始化，及函数参数表同canwrite 其读过程应限于篇幅也从略。
（3） 现场采集模块的构成
如上所述，湿法皮革生产线现场环境恶劣。因此设计高可靠的can 总线模块是生产线正常运行必要保障。其结构框图如图4 所示。电路中采用了89c51 芯片。该芯片集成mcs - 51 内核。具有电路10 位a/ d.内建兼容can 2. 0b 的can 总线控制器。取代系统的分散元件，提高了系统的可靠性。考虑到现场的干扰及pcc 的设备安全，在can 总线与can 控制的输出之间采用光电隔离。为can 总线的驱动器p82c250.p82c250 是专门用于can 总线的收发驱动8 脚芯片，txd 和rxd 引脚分别发送经驱动后的发送和接收信号；双绞线介质分别接受canh ，canl 引脚。在网络的末端应注意加上120 终端匹配电阻。防止反射信号对通讯过程的影响。现场控制器的结构图如图5 现场模块主要完成对0~5v 张力信号的采集，热电偶mv 信号的采集，现场温度的采集。mv信与0~5v 信号采用开关切换。d/ a 转换输出0~5v 电压信号控制变频器。87c591 内含一sj1000 的can 控制器，因此模块降低外围器件，也避免sj1000 与mcs 时钟同步问题。can 的驱动采用p82c520 专用芯片，并且实现控制器与网路的光电隔离。p87c591 是一个单片8 位微控制器，具有片内can 控制器sj1000a.全静态内核提供了扩展的节电方式，振荡器可停止和恢复数据，在rm 外部时钟速率时实500ns 指令周期，片内令6 路10 位ad等其他性能。
6. can 通信软件的设计
（1） can 通信协议的确定
由87c591 中的控制器提供了物理层，数据链路层。通讯协议的设计主要是基于应用层开展的，通过有效的分配can 协议的id 资源从而完成对各控制住处和数据正确可靠的传输。id 的分配表如下表所示：
（2） 采样方案的确定
这样通过有效分配id 号来保证各种数据的优先级，由于温度过程时间常数较大可采用较低优先级，张力采样需要实时采样，因此采用较高优先级，并且在主站的can数据轮询中安排不同的采样周期，在pcc 中采样周期可以通过设定不同的task的时间片来控制。温度采样控制过程采用is的task，而张力采样则采用ms的hs级的task.
（3） 现场采集模块can 总线通程序流程
现场模块采集用接收信息采用中断方式，根据数据请示信号，采用查询发送采集信息。在can 通信过程中发生中断还应判断中断类型，并依此作一些故障处理，这里从略，需要说明的本现场采集模块充分利用can 控制器四个接收屏验收滤波器灵活配置，来简化根据id的信息分类。
7. 结束语
本系统综合的pcc 的编程灵活，可靠性高与can 总线分布系统的价格与可靠性优势。它的应用，增强了皮革生产线的柔性与可靠性。降低了成本，本系统应用2003pcc 系列主机，对电力系统，以其他需要高速采集数据的分布系统具有一定的借签。
利用语音识别技术保护方言不被灭绝
LED驱动仍为智慧照明主要挑战所在
一架由麻省理工学院团队打造的十分特别的飞机，在学校的体育馆内完成了首次飞行
单片机复位电路作用及执行过程
米尔核心板纯国产入门级性价比优选T113
基于PCC的CAN总线分布式生产控制系统
量子计算机投入研发20年，刚进入“电子管时代”
ADC的基本类型有哪些，不同ADC技术的比较分析
网络安全形势依然严峻，各行业应做好迎接严峻的网络安全挑战
联想手机居然取得了增长 意味着这项业务还有发展的机会
TI推出首款医用四通道 16 位 100 MSPS ADC
360旗下智能摄像机产品线推出新一代户外产品
KT6368A的封装怎么画 原理图怎么画 资料怎么看 怎么下载呢
河北广电网络将结合5G网络等技术助力秦皇岛地区的数据产业发展
怎么设计模拟无源滤波器-2
UV-C光线如何快速有效地为手机灭菌
中国联通湖南省分公司党委书记、总经理欧阳恩山率队调研拓维信息
影响旋转花键精度的因素有哪些？
STC单片机控制DS1302程序 (C程序)
自动驾驶技术的“收官之战”：触发下一段产业赛程
因此为了降低成本，增加系统的可靠性。我们采用了pcc（计算机控制中心） ，加can 总线分布采集模块，触摸屏构成湿法皮革生产线的自动控制系统。
1. pcc 的概述
b&r 的pcc 控制器采用分时多任务操作系统，因此可将控制要求分成多个任务（ task） ，并且在一个扫描周期内同时执行；windows 下编程环境automatoin studio 支持标准的c、basic、梯形图、指令表、顺序结构图等六种标准的开发语言；根据需要可以在同一个项目中采用多种语言进行编程。同时，编程环境中包含丰富的函数库及功能块（functionblock） ，大幅度减轻了开发人员的工作量。在本套控制系统中pcc的软件的开发中，我们主要采用了以c语言为主，梯形图为辅的编程方式。
2. can 总线的概述
can ，全称为“controller area network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。起先，can被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ecu 之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入can 控制装置。can 是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km 时，can 仍可提供高达50kbit/ s 的数据传输速率。
3. 系统的总介绍
本系统由触摸控制屏、pcc、can 总线模块三部分构成。具体结构参见图1 。其中触摸屏主要完成工艺参数的设定，如轧辊的温度，系统的走布速率等；显示各轧辊的张力以及历史参数，显示系统的运行状态。包括变频器的电流，故障代码等。触摸屏rs232口与pcc的rs232 建立点与点的通讯。由pcc 拥有独创farame - drive功能。因此，它几乎可以与所有rs232 的设备进行相互通讯。pcc 是生产过程的控制核心。主要功能是完成对各can 总线模块扫描，获得现场的温度及张力轧辊位置信号。并根据工艺参数的要求进行各种pid 运算后输出控制信号到cav 总线输出功能块。其系统结构框图如图2.
4. 同步控制原理
（1） 系统的传动线路图：系统放卷与收卷用力矩电机单独控制。整个系统的速度跟随主凝固机运动。主凝固机由一台5. 7kw 的矢量型变频器拖动。其给定信号采自于触摸屏的设定。其他各扎机分别31 台主频机拖动。每台扎机的速度保证与主凝固机同步。其结构框图如图3 所示。在保证张力恒定的情况下能保证系统转速的同步。为了加快调节时间加入前馈控制量速度设定，使系统在起动和速度升降过程中张力波动减少，在张力控制过程中一旦出现了张力过载，pcc 输出控制气阀抬起了压辊。张力恢复正常后又自动压上压辊，其控制策略采用双位控制。
（2） 温度控制：温度采用c 语言使用pid 函数，可以控制无限路温度调节。在该系统中，一般控制8 到10 路温控。由于采用的是c 语言，可以动态的定义当前有几路温控，普通温控表或pid 调节器难以进行准确温控； 而b &r 公司智能温度pid 软件可以自动计算出不同温控所需要的pid 参数，使温度控制精确到±1 ℃。
5. pcc 的can 总线的特点与下位can 模块的通讯
（1） pcc 的can 总线的使用
pcc 的can 帧最多可用8 个字节的信息进行读写。这部从通过调用can 函数库来实现。其中包括conopen ， canwrite ， canread ，以及santab 和canrwtab.canopen 函数包括完成对can 总线的初始化，需要注意的是can 总线的初始化必须包含在初始化例程inti sp 中。canopen （ 1 ，band - rate ，cob - ant ，adr （ erro - adr） ， 0. ， 0 us - ident ，stafus） 其中band - rate = 25 ，即代表波特功率为250k.us - ident 是调用can 初始化得到的到pcc 的can的id ，在can 总线的读写过程都将用到该参数。can 总线的写信息通过在优先级较高的进程中采用can2write函数，其函数参数定义如下：canwrite（band -rate ，cob - ant ，adr erro - adr ，0 ，0 ，us - ident ，status ） ，enable = 1 ，us - idenf 为在canopen （） 初始化中建立的us - idenf .can - id 为数据目标can 模块有关的can 数据桢的id.date - adr 为发送数据模块的首地址。date - iog 为发送的数据长度。其最大值为8.如果以can - id 为帧地址数据被成功发送则status = 0 ，反之status= 错误代码。其发送数据的流程如下：
写pccd 的can 总线代码：
init sp for the task
enable = 1
baud- rate = 25
cob-anz = 35
can-open （enable ，baud- rate ，cob-ant ，adr （erro-adr） ，0 ，0 ，us-ident ，rc-open）
;cyclic section of tark
if （rc-open = 0） then
canwrite （enble ， us-ident ， ＄ # # ， adr （ data-adr） ， 8 ， rcwrite）
if （rc-write> < 1then） ;错误处理
endif
enfif
（2） pcc can 总线的读数据
在pcc 中设置一较高优先级的task 来处理轮寻采集模块的数据。为降低系统成本和提高采样的速率。本系统根据轧辊的分布情况采用8 块张力，2 块热电偶采集模块。每块模块可采集6 路信号。实际使用4 路输入，另外2 路作为备用。采样精度为10 位。这样需求20 个can- id.其采样周t = 20 ×task 的（时间片= 1ms） 。其初始化，及函数参数表同canwrite 其读过程应限于篇幅也从略。
（3） 现场采集模块的构成
如上所述，湿法皮革生产线现场环境恶劣。因此设计高可靠的can 总线模块是生产线正常运行必要保障。其结构框图如图4 所示。电路中采用了89c51 芯片。该芯片集成mcs - 51 内核。具有电路10 位a/ d.内建兼容can 2. 0b 的can 总线控制器。取代系统的分散元件，提高了系统的可靠性。考虑到现场的干扰及pcc 的设备安全，在can 总线与can 控制的输出之间采用光电隔离。为can 总线的驱动器p82c250.p82c250 是专门用于can 总线的收发驱动8 脚芯片，txd 和rxd 引脚分别发送经驱动后的发送和接收信号；双绞线介质分别接受canh ，canl 引脚。在网络的末端应注意加上120 终端匹配电阻。防止反射信号对通讯过程的影响。现场控制器的结构图如图5 现场模块主要完成对0~5v 张力信号的采集，热电偶mv 信号的采集，现场温度的采集。mv信与0~5v 信号采用开关切换。d/ a 转换输出0~5v 电压信号控制变频器。87c591 内含一sj1000 的can 控制器，因此模块降低外围器件，也避免sj1000 与mcs 时钟同步问题。can 的驱动采用p82c520 专用芯片，并且实现控制器与网路的光电隔离。p87c591 是一个单片8 位微控制器，具有片内can 控制器sj1000a.全静态内核提供了扩展的节电方式，振荡器可停止和恢复数据，在rm 外部时钟速率时实500ns 指令周期，片内令6 路10 位ad等其他性能。
6. can 通信软件的设计
（1） can 通信协议的确定
由87c591 中的控制器提供了物理层，数据链路层。通讯协议的设计主要是基于应用层开展的，通过有效的分配can 协议的id 资源从而完成对各控制住处和数据正确可靠的传输。id 的分配表如下表所示：
（2） 采样方案的确定
这样通过有效分配id 号来保证各种数据的优先级，由于温度过程时间常数较大可采用较低优先级，张力采样需要实时采样，因此采用较高优先级，并且在主站的can数据轮询中安排不同的采样周期，在pcc 中采样周期可以通过设定不同的task的时间片来控制。温度采样控制过程采用is的task，而张力采样则采用ms的hs级的task.
（3） 现场采集模块can 总线通程序流程
现场模块采集用接收信息采用中断方式，根据数据请示信号，采用查询发送采集信息。在can 通信过程中发生中断还应判断中断类型，并依此作一些故障处理，这里从略，需要说明的本现场采集模块充分利用can 控制器四个接收屏验收滤波器灵活配置，来简化根据id的信息分类。
7. 结束语
本系统综合的pcc 的编程灵活，可靠性高与can 总线分布系统的价格与可靠性优势。它的应用，增强了皮革生产线的柔性与可靠性。降低了成本，本系统应用2003pcc 系列主机，对电力系统，以其他需要高速采集数据的分布系统具有一定的借签。
利用语音识别技术保护方言不被灭绝
LED驱动仍为智慧照明主要挑战所在
一架由麻省理工学院团队打造的十分特别的飞机，在学校的体育馆内完成了首次飞行
单片机复位电路作用及执行过程
米尔核心板纯国产入门级性价比优选T113
基于PCC的CAN总线分布式生产控制系统
量子计算机投入研发20年，刚进入“电子管时代”
ADC的基本类型有哪些，不同ADC技术的比较分析
网络安全形势依然严峻，各行业应做好迎接严峻的网络安全挑战
联想手机居然取得了增长 意味着这项业务还有发展的机会
TI推出首款医用四通道 16 位 100 MSPS ADC
360旗下智能摄像机产品线推出新一代户外产品
KT6368A的封装怎么画 原理图怎么画 资料怎么看 怎么下载呢
河北广电网络将结合5G网络等技术助力秦皇岛地区的数据产业发展
怎么设计模拟无源滤波器-2
UV-C光线如何快速有效地为手机灭菌
中国联通湖南省分公司党委书记、总经理欧阳恩山率队调研拓维信息
影响旋转花键精度的因素有哪些？
STC单片机控制DS1302程序 (C程序)
自动驾驶技术的“收官之战”：触发下一段产业赛程