与通用通信总线相比，CAN总线在数据通信方面具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其应用范围不再局限于汽车工业，而是扩展到机械工业、纺织机械、农业机械、机器人、数控机床、医疗器械、家用电器和传感器等领域。CAN已经成为国际标准，被公认为最有前途的现场总线之一。它是迄今为止唯一具有国际标准的现场总线。
对于产品的生产和包装，实现了CIMS管理(即工厂级、车间级和现场级管理)，加强了人机交互，提高了自动化生产管理水平。在原设计的独立药品包装中。
在此基础上，引入CAN总线，在每条包装机生产线上安装一台基于ARM智能监控器，以工业PC机为数据采集站，配以自制的信号板和CAN网卡等。数据采集站通过信号接口板采集输出、消耗、成品率、设备状态等实时现场数据，数据采集点并联到包装机电气控制柜的传感器输入点和系统输出点。数据采集站还通过CAN网卡与车间管理机交换数据。利用CAN总线技术对原有设备进行技术改造，实现企业三级管理，提高企业自动化生产管理水平，具有重要的现实意义。
2CAN总线设计。
1.数据采集方案。
1.1数据采集站的功能。
实时采集包装机的主要产量和消耗数据，包括正品产量、正品包装数、商标纸消耗量等
实时收集包装机的设备状态数据(包括有效运转率、成品率、总启动时间、正常运转时间、停机时间、停机时间)；
实时收集包装机剔除动作的频率和总量(包括产品剔除、商标纸剔除等)。);
实时收集包装机的原因和停机时间(包括所有停机的原因信号)；
实时收集包装机剔除原因数据；
实时接收上级管理部门的订单；
向车间维修组和发料室发送维修和物料需求请求；
实时显示包装机的各种现场数据，显示设备的运行状态、停机原因，实时显示每台机器的输出对比；
采样间隔为2毫秒，数据采集误差的理论计算值为<=千分之五。
1.2基于ARM监控器的包装机上位机功能。
包装机上位机运行在Windows平台上，软件采用VC++开发。上位机通过CAN网卡与各包装机的数据采集站相连，实时采集各设备的现场数据，接收维修或物料需求请求信息。上位机通过ARM智能监控器与工厂系列采集网络(管理中心)相连，将现场数据实时传输到通用生产调度的服务器，实现全厂数据共享。
包装机数据采集系统的网络结构如图1所示。

ARMmonitor作为工厂级的监控器，向总厂管理中心发送状态信息，自动完成各种信息的上传发布、数据存储等功能。
监视器的处理器采用SamsungS3C44B0X16/32位处理器，内存8M，硬盘16M。接口包括一个通用串行总线接口、一个JTAG调试端口、四个串行端口和一个现场总线接口。人机界面设备包括一个4X4键盘和一个280X128显示屏。USB接口主要用于与主机交换数据时获得更高的传输速度。
包装机的数据采集系统基于工业PC，要求相应的CAN通信卡为PC总线适配卡。因此，2LGCAN系列CAN232智能接口卡的智能CAN适配卡由ISA接口、双端口RAM、嵌入式微处理器80C188、CAN通信控制器SJA1000组成。CAN收发器82C25O、数据缓冲器等。其硬件结构如图2所示。

适配卡的CAN总线网络通信功能由嵌入式微处理器80C188和CAN控制器SJA1000完成。80C188主要负责联系人和PC之间的数据通信和协调管理，sSJAlOOO完成具体的消息发送和接收控制任务。当80C188向80C188发送数据和控制字时，SJA1000控制CAN收发器自动发送和接收一帧消息，大大减轻了主机的通信负担，可以快速执行用户复杂的通信任务。
为了实现PC机与CAN控制器之间的数据传输，必须在PC机与适配卡之间建立双向数据交换通道。集成双端口RAM可以通过ISA总线直接用于嵌入式敏感处理器和主机之间的数据交换。集成双端口RAM是一种性能优异的快速通信设备，适用于多CPU分布式系统和高速数字系统。它提供两个完全独立的端口，每个端口都有完整的地址、数据和控制线。利用双端口内存提供的指示信号，采用合适的通信规则，可以避免争用，实现快速数据交换。本文采用带中断请求信号和忙信号的2KX8位IDT7132高速双端口RAM，通过内存映射的方式直接映射到主机内存空间，实现适配卡与主机PC之间的高速数据交换。接口采用针式DB9插座，通过RS-232电缆与PC连接。CAN总线数据的收发由“CAN控制器+CAN收发器”完成，RS-232数据的收发由微处理器完成。此外，微处理器负责根据协议进行数据打包、转换和控制。适配卡具有光电隔离功能，可避免地面流通对电脑的损害，提高系统在工业现场环境中的可靠性，提高抗干扰能力。光耦合器的两端由DC-DC隔离电源供电。为了防止长线传输的干扰，当CAN232智能CAN接口卡是CAN总裁的终端时，必须增加终端匹配电阻。
3.软件设计。
为了提高软件的运行效率，现场数据采集软件在DOS下用C语言和80X86汇编语言实现，车间上位机管理级软件在WIN98T下用VC++实现。
数据采集站软件主要由数据采集主程序、通信程序、人机交互界面程序、各种参数设置、各种图形图表动态显示、系统自检程序等组成。
通过动态链接库(DLL)实现对CAN适配卡的访问，动态链接库是Windows系统中最常用的文件。使用动态链接库提供了一种共享数据和代码的方便方法。多个应用可以在内存中共享同一个DLL副本，有效节省了内存来源。因为DLL独立于可执行文件，所以极大的方便了应用的升级和售后服务。该访问主要包括CAN卡的初始化、消息发送和消息接收。实现功能包括初始化、消息发送、消息接收、寄存器写入、寄存器读取、复位、组卡关闭等。这些功能RE信号由5402的RD和地址信号产生。读取前应输出RRST信号，调试前应通过HPI端口或其他接口将图像数据传输至PC机显示。
4结束语。
CAN总线在组网和通信功能上的优势及其高性能价格比决定了其在许多领域的广泛应用前景和发展潜力。这些应用的共同点是，CAN实际上充当的是现场总线拓扑的计算机局域网，其范围可以小到家电内部，大到企业等工厂的CIMS管理。尽量在多台药品包装机的生产线上使用，承担任意节点的实时通讯，因为它具有结构单一、速度快、抗干扰、可靠、价格低等优点。与单台药品包装机相比，提高了生产自动化管理水平，实现了企业的CIMS管理。在广泛的工业领域中，CAN总线作为现场设备级的通信总线，将是CAN技术发展和应用的主要方向。

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