CAN總線在礦用低壓供電系統綜合保護中的應用

1 引言
CAN（Controller Area network，控制器局域網） 總線屬現場總線的一種，由于它具有高性能、高可靠性、高性價比、連接方便、實時性好及其獨特的設計等突出優點而被應用于許多工業部門,目前已成為比較流行的一種現場總線,廣泛應用于控制系統中的各檢測和執行機構之間的數據通信。

我們在綜合保護器的設計中，通常都是采用485總線，通訊也采用命令、響應方式。主機發出查詢信號，各測量模塊與主機通訊，報告各自數據及狀態。但在應用現場中，通訊模塊太多，這樣就會使主機十分繁忙，數據就有可能不能及時得到響應命令;并且一旦有一個模塊出現異常，就會影響到整個系統，考慮到實時性和安全性，我們將CAN總線用到了綜合保護器上。

2 CAN總線特點及協議
CAN總線最初是由德國奔馳公司在80年代初為解決現代汽車中眾多的傳感器和執行裝置之間的數據通信而開發的一種先進的串行通訊協議目的是通過較少的信號線，將汽車上的各種電子設備將汽車上的各種電子設備通過網絡連接起來，并提高數據在網絡中傳輸的可靠性。

2.1 CAN總線有特點
（1） CAN總線通訊速率為1Mbps/40m和5kbps/10km，節點可達110個，傳輸介質為雙絞線和電纜;
（2） CAN總線采用非破壞性仲裁技術，將節點信息分為不同的優先級，可滿足不同的實時性要求;
（3） 當節點出現錯誤嚴重時，具有自動關閉總線的功能，切斷它與總線的聯系，可使總線上其它操作不受影響;
（4） CAN可實現全分布式多機系統，且無主從機之分，每個節點均可在任何時刻主動向網絡上其它節點發送信息，可采用點對點，一點對多點及全局廣播幾種方式傳送數據;
（5） CAN總線文報采用短幀結構，每幀信息都有CRC校驗以及其他檢錯措施，使數據出錯率低，可靠性極高;
（6） CAN 總線的成本低。

2.2 CAN總線協議
對通訊數據進行編碼（取消了傳統的對站地址編碼），數據塊標識符可由11位（CAN2.0A）或29位（CAN2.0B）二進制組成，最多可211或219個數據塊，從而使網絡節點數在理論上不受限制，這種按數據塊編碼的方式還可使不同的節點同時接受相同的數據，這樣給分步式控制系統中實現模塊間的數據和控制信息共享帶來了極大方便。CAN 總線通訊接口集成了CAN協議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通訊數據的成幀處理（包括位填充，數據塊校驗，循環冗余校驗，優先級判別等）。

3 系統硬件電路設計
系統中主要由上位機和控制器以及相應的保護電路構成，還有接到PC機內部的CAN接口卡，若干個CAN網絡接點。綜合保護器上的若干個測量模塊（如開關量輸入輸出模塊EDA9050，計數測頻模塊EDA9081，繼電器輸出模塊EDA9060等）可以掛接到總線上，獨立地與上位機通訊。CAN總線系統結構框圖如圖1所示: