CAN总线在钢铁板材处理线中的应用

　　1 引言

　　起源于汽车环境中的微控制器通讯can(controller area network)，即控制器局域网，是国际上应用比较广泛的工业现场总线。起初的车载电子控制装置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。

　　2 工程背景

　　2.1 钢铁板材处理线

　　图1 处理线

　　图1示意了一条基本钢铁板材处理线。开卷机把钢卷打开，入口活套储存一段钢带以备入口换卷用，钢带经过酸洗送入炉子加热，经过相关工艺处理后，进入出口活套，出口活套一般空套量以备出口换卷用，最后卷取机卷钢带。其工艺传动控制系统(tcs)分为入口段、中部、和出口段。入口段从开卷机到1#张力辊，中部从入口活套到出口活套，出口段从4#张力辊到卷取机，三个工艺段之间的速度被活套隔离。速度和张力是该处理线的两个最重要控制对象，各工艺段的速度具有基准设定值和调节功能。三个工艺段的基准速度均由相应段中的张力辊速度基准设定，在系统正常自动运行时各段速度将自动协调一致。

　　该处理线带钢传送全部采用三相交流马达驱动，受控于标准的spwm型变频器，全数字装置可进行开环或闭环控制，具有监控、故障指示和总线连接操作功能。变频调速传动系统分为两种类型：其一、称为主传动调速系统，直接控制带钢的传送，与处理线的速度、张力密切相关，包括：开卷机、张力辊、活套车、炉辊、清洗段支撑辊和卷取机等。其二、称为辅助传动系统，包括：风机等。

　　2.2 can系统结构

　　can-bus总线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-bus仍可提供高达5kbps的数据传输速率。因此，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，can-bus 已被广泛应用到各个自动化控制系统中。从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用can-bus。例如，在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等各领域，can-bus 都具有不可比拟的优越性。

　　can-bus主要特性包括：低成本的现场总线;极高的总线利用率;很远的数据传输距离(长达10km);高速的数据传输速率(高达1mbps);可根据报文的id决定接收或屏蔽该报文;可靠的错误处理和检错机制发送的信息遭到破坏后，可自动重发;节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。can-bus通过相应的can接口连接工业设备(如限位开关、光电传感器、电机启动器、过程传感器、变频器、显示板、plc等)构成网络。直接连接不仅提供了设备级故障诊断方法，而且提高了通信效率和设备的互换性。