Элементы измерительной и управляющей системы в стандарте CAN

А. А. МоИСЕЕВ

Научный руководитель – В. А. САФОНЕНКО, доцент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ЭЛЕМЕНТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ И УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ В СТАНДАРТЕ CAN

В докладе приведено описание лабораторного стенда на базе стандарта CAN и модулей аналогового ввода вывода (АЦП, ЦАП) предназначенного для построения измерительных и управляющих систем.

Протокол CAN Controller Area Network широко распространён в системах автоматизации промышленности, технологиях «умного дома», в системах научных исследований, в транспорте и других высокотехнологических системах и областях. Стандарт ориентирован, прежде всего, на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков, предоставляет возможность комплексировать максимально большое количество функций и свойств различных электронных устройств в едином управляемом механизме. Топология CAN-сети на физическом уровнем строится по типу последовательной магистрали на базе дифференциальной пары в соответствии со стандартом ISO 11898. Канальный уровень протокола предусматривает адресный и широковещательный обмен командами и данными в формате от 11бит до 11 байт.

Преимущества стандарта обеспечены широким диапазоном скоростей, режимами инициативного ввода данных в реальном времени, высокой устойчивостью к помехам, контролем ошибок передачи и приёма, широкой номенклатурой предлагаемых устройств.

Система арбитража исключает конфликты при одновременном доступе устройств к сети. Любой узел может захватить шину в соответствии с приоритетом. В случае совпадения запросов на передачу  адреса источника двумя и более узлами узлы проверяют состояние занятости шины.

Если при передаче рецессивного бита принимается доминантный — считается, что другой узел передаёт сообщение с большим приоритетом и передача откладывается до освобождения шины.

Таким образом, в отличие, например, от Ethernet в CAN не происходит непроизводительной потери пропускной способности канала при разрешении коллизий. Данный алгоритм не гарантирует своевременную доставки сообщения с низким приоритетом.

Лабораторный стенд состоит из  модулей АЦП, ЦАП, модуля ввода вывода дискретных сигналов, компьютер, контроллера распределенной системы сбора данных и управления на основе сети CAN-bus, подключенному к USB интерфейсу, блока питания 24V,  программы тестирования и конфигурирования сети CAN – СANwise, драйвера для работы с модулями CHAI.

Стандартное программное обеспечение позволяет моделировать наборы различных команд в шине с целью ознакомления с принципами работы стандарта, с его основными характеристиками, преимуществами и недостатками.

Список литературы

ООО«МАРАФОН» IOremote-R2DIO Руководство пользователя [Электронный ресурс], 2012 CD-ROM ООО«МАРАФОН» CANwise 3.5 Руководство пользователя [Электронный ресурс], 2012 CD-ROM ООО«МАРАФОН» CANopen анализатор Руководство пользователя [Электронный ресурс], 2012 CD-ROM ООО«МАРАФОН» CANopen OPC сервер Руководство пользователя [Электронный ресурс], 2012 CD-ROM