基于CANopen协议的胶带输送机故障定位系统的研究

发布时间：2017-12-30 11:19

  本文关键词：基于CANopen协议的胶带输送机故障定位系统的研究　出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着工业自动化程度的不断提高,胶带输送机作为工业生产中最主要的运输设备正朝着长距离、大运量的方向发展,这就意味着分布在其沿线的保护装置的数量将会随之增多,进而使得实现快速定位已动作的保护装置,找出故障位置变得更加困难。随着现场总线技术的发展,被誉为最有价值的现场总线之一的CAN总线,与RS485总线相比较具有更强的实时性、更高的可靠性以及更广的分布性。但为了增加系统的兼容性,CAN总线还需要一个标准的应用层协议来规定其报文的使用。CANopen协议作为一种使用最广泛的CAN总线应用层协议,早也已经成为了一个国际标准协议。基于此,本文提出了一种基于CANopen协议的胶带输送机故障定位系统设计。本文首先对CAN总线技术规范及CANopen协议作了详细地分析,结合CANopen协议的特点和系统对实时性的要求设计了一种多主多从的通信网络结构。其中,系统主站采用双处理器硬件架构配合四大中断控制保证了系统的快速响应。从站直接内嵌在沿线的保护装置中,摒弃了一般拨码开关设置ID的方式。设计了一种手持地址编码终端,直接利用CAN总线接口并遵循CANopen协议LSS子协议对从站进行ID和CAN通信速率的设置,将从站的ID保存在其单片机内部的EEPROM中。其次,硬件方面设计了整个系统的电路,主要包括单片机的最小系统电路、电源电路、CAN总线通信电路、RS485通信电路、5x7点阵显示电路、数字量输入电路、LCD1602液晶显示电路以及矩阵键盘电路等。软件方面先是绘制了程序流程图,然后以此来完成了相应程序的编写。其中最主要的是实现了整个系统的CANopen协议栈,包括了对象字典的建立和NMT、PDO、SDO、心跳报文以及LSS功能的实现。除此之外,还包括了系统主站中5x7点阵人机交互、RS485通信以及SPI通信和手持地址编码终端中LCD1602人机交互软件设计等。最后,利用搭建的CANopen功能和基于Modbus协议的RS485通信功能测试平台,分别测试了系统主站与从站和从站与手持地址编码终端之间的CAN总线通信以及系统主站与上位机之间的RS485通信,验证了整个系统的可靠性与实时性。本系统将对实现胶带输送机故障的快速定位,进而保证胶带输送机安全可靠地运行,提高工业生产效率有一定的意义。
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【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH222

【参考文献】

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本文编号：1354690