基于CAN总线的网络化PLC技术研究与实现
摘要
可编程控制器是高可靠性、使用灵活、功能丰富的工业自动化控制装置，在工业中有着广泛的应用和发展前景。而网络化的可编程控制器应用技术对于实现单机控制到流水线自动化，从集中控制系统到分散控制系统都具有十分重要的意义。本文对基于CAN总线的网络化可编程控制器开发技术进行了系统研究，论文的主要工作包括以下几个方面：
1、介绍了可编程控制器的发展趋势和应用前景，阐述了可编程控制器网络化的重要意义，并分析传统的可编程控制器通讯方式在现代工业化生产的不足之处。
2、研究了现代工业控制的可编程控制器网络化结构，分析了现有可编程控制器采用传统串行方式联网通讯的不足，即难以适应现代工业控制系统对高速度、实时性和多主结构的要求。
3、分析了各种现场总线的特点和应用领域，针对CAN总线和可编程控制器的技术特点，研究了基于CAN总线的网络化小型PLC基本结构和实现技术，开发了用于实现上层PC机和底层可编程控制器网络化连接的CAN总线控制卡和接口器。
4、研究了网络化可编程控制器的软件技术，基于VC开发了可编程控制器的梯形图编程与仿真软件以及底层可编程控制器网络化通讯和实时控制软件等。
5、将基于CAN总线的网络化可编程控制器应用于DXD系列自动包装机的联网控制，验证了本系统的灵活性与优越性。
The Programmable Logic Controller is industrial automation control system which has high reliability , rich function and flexible use. It has been widely used in industry. Networking of PLC technology will do great to accompolish changing single machine to pipeline automation, centralized control system to scattered system. This article do research on networking of PLC based on CAN bus and include sme Aspects as follows:
1. Introduce the development tendency and application future of PLC,do analysis on shortage of traditional PLC commuication.
2. Do research on PLC networking structure used in modern industrial control and expose it can't meet the command of high speed,realtime and mutihost in modern industrial control system .
3. Aim at CAN bus and PLC 's speciality this article do research on structure and realization of networking miniature PLC .Develop CAN bus control card and interface used by upper PC and bottom PLC network
4. Based on VC developing PLC ladder diagram program and simulation software and a set of control software for bottom PLC communication and real time control.
5. With application to DXD serial automatic packer we authenticate the flexibility and meliority of networking PLC based on CAN bus.
1、介绍了可编程控制器的发展趋势和应用前景，阐述了可编程控制器网络化的重要意义，并分析传统的可编程控制器通讯方式在现代工业化生产的不足之处。
2、研究了现代工业控制的可编程控制器网络化结构，分析了现有可编程控制器采用传统串行方式联网通讯的不足，即难以适应现代工业控制系统对高速度、实时性和多主结构的要求。
3、分析了各种现场总线的特点和应用领域，针对CAN总线和可编程控制器的技术特点，研究了基于CAN总线的网络化小型PLC基本结构和实现技术，开发了用于实现上层PC机和底层可编程控制器网络化连接的CAN总线控制卡和接口器。
4、研究了网络化可编程控制器的软件技术，基于VC开发了可编程控制器的梯形图编程与仿真软件以及底层可编程控制器网络化通讯和实时控制软件等。
5、将基于CAN总线的网络化可编程控制器应用于DXD系列自动包装机的联网控制，验证了本系统的灵活性与优越性。
The Programmable Logic Controller is industrial automation control system which has high reliability , rich function and flexible use. It has been widely used in industry. Networking of PLC technology will do great to accompolish changing single machine to pipeline automation, centralized control system to scattered system. This article do research on networking of PLC based on CAN bus and include sme Aspects as follows:
1. Introduce the development tendency and application future of PLC,do analysis on shortage of traditional PLC commuication.
2. Do research on PLC networking structure used in modern industrial control and expose it can't meet the command of high speed,realtime and mutihost in modern industrial control system .
3. Aim at CAN bus and PLC 's speciality this article do research on structure and realization of networking miniature PLC .Develop CAN bus control card and interface used by upper PC and bottom PLC network
4. Based on VC developing PLC ladder diagram program and simulation software and a set of control software for bottom PLC communication and real time control.
5. With application to DXD serial automatic packer we authenticate the flexibility and meliority of networking PLC based on CAN bus.
引文
1．沈嗣昌，蒋璇，臧春华 数字设计导论 南京航空航天大学 1999
2．吕凤翥 C++语言基础教程 清华大学出版社 1999
3．王兆义 可编程控制器教程 机械工业出版社 1993
4．孙育才 MCS-51系列单片微型计算机及其应用 东南大学出版社 1997
5．杨振生，单洪 8088／8086汇编语言程序设计 国科学技术大学出版社 1993
6．常斗南，王建琪，李全利 可编程序控制器原理、应用、及通信基础 机械工业出版社 1997
7．薛宏熙，刘素杰，刘宝琴，蓝江桥，邓有训，管超 MACH可编程逻辑器件及其开发工具清华大学出版社1998
8．宋伯生 可编程控制器配置、编程、联网 中国劳动出版社 1998
9．孙涵芳，徐爱卿MCS-51／96系列单片机原理及应用 北京航空航天大学出版社1996
10．张旭东，廖先芸 IBM微型机实用接口技术 科学技术文献出版社1993
11．李华 MCS-51系列单片机使用接口技术 北京航空航天大学出版社1997
12．丁元杰 单片微机原理及应用 机械工业出版社 1997
13．王幸之，王雷，翟成，王闪 单片机应用系统抗干扰技术 北京航空航天大学出版社 2000
14．邬宽明 CAN总线原理和应用系统设计 北京航空航天大学出版社1996
15．谭杨林，谢冬青 数字通信原理 湖南大学出版社 1993
16．杨绍国，唐芬，吴宗祥，唐斌 微机原理、接口与网络实用技术 电子科技大学出版社1996
17．张洁明，毛淑华，王健 PC／104-CAN通信控制管理器的设计与应用 工业控制计算机 2000，13(3)：12-13
18．张翔，邓忠育 现场总线技术的特点及其发掌方向 广西大学学报 2001(3) 229—232
19．王毅峰，李令奇 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统 工业控制计算机 2000，13(5)：34-38
20．李进 现场总线技术的发展与技术特性 山西电子技术 2001(4)：10—13
21．梁达平 PLC 编程控制器教学仿真软件的开发 天水师范学院学报 2001，21(2)：60—62
22．张昆藏 IBM PC/XT微型计算机接口技术 清华大学出版社1991
23．曾家智，向世清 微型计算机系统与接口 电子科技大学出版社1991
24．朱庆保，张正兰，侯晓霞，于海江 微型计算机系统与接口 南京大学出版社1997
1．沈嗣昌，蒋璇，臧春华 数字设计导论 南京航空航天大学 1999
2．吕凤翥 C++语言基础教程 清华大学出版社 1999
3．王兆义 可编程控制器教程 机械工业出版社 1993
4．孙育才 MCS-51系列单片微型计算机及其应用 东南大学出版社 1997
5．杨振生，单洪 8088／8086汇编语言程序设计 国科学技术大学出版社 1993
6．常斗南，王建琪，李全利 可编程序控制器原理、应用、及通信基础 机械工业出版社 1997
7．薛宏熙，刘素杰，刘宝琴，蓝江桥，邓有训，管超 MACH可编程逻辑器件及其开发工具清华大学出版社1998
8．宋伯生 可编程控制器配置、编程、联网 中国劳动出版社 1998
9．孙涵芳，徐爱卿MCS-51／96系列单片机原理及应用 北京航空航天大学出版社1996
10．张旭东，廖先芸 IBM微型机实用接口技术 科学技术文献出版社1993
11．李华 MCS-51系列单片机使用接口技术 北京航空航天大学出版社1997
12．丁元杰 单片微机原理及应用 机械工业出版社 1997
13．王幸之，王雷，翟成，王闪 单片机应用系统抗干扰技术 北京航空航天大学出版社 2000
14．邬宽明 CAN总线原理和应用系统设计 北京航空航天大学出版社1996
15．谭杨林，谢冬青 数字通信原理 湖南大学出版社 1993
16．杨绍国，唐芬，吴宗祥，唐斌 微机原理、接口与网络实用技术 电子科技大学出版社1996
17．张洁明，毛淑华，王健 PC／104-CAN通信控制管理器的设计与应用 工业控制计算机 2000，13(3)：12-13
18．张翔，邓忠育 现场总线技术的特点及其发掌方向 广西大学学报 2001(3) 229—232
19．王毅峰，李令奇 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统 工业控制计算机 2000，13(5)：34-38
20．李进 现场总线技术的发展与技术特性 山西电子技术 2001(4)：10—13
21．梁达平 PLC 编程控制器教学仿真软件的开发 天水师范学院学报 2001，21(2)：60—62
22．张昆藏 IBM PC/XT微型计算机接口技术 清华大学出版社1991
23．曾家智，向世清 微型计算机系统与接口 电子科技大学出版社1991
24．朱庆保，张正兰，侯晓霞，于海江 微型计算机系统与接口 南京大学出版社1997
2．吕凤翥 C++语言基础教程 清华大学出版社 1999
3．王兆义 可编程控制器教程 机械工业出版社 1993
4．孙育才 MCS-51系列单片微型计算机及其应用 东南大学出版社 1997
5．杨振生，单洪 8088／8086汇编语言程序设计 国科学技术大学出版社 1993
6．常斗南，王建琪，李全利 可编程序控制器原理、应用、及通信基础 机械工业出版社 1997
7．薛宏熙，刘素杰，刘宝琴，蓝江桥，邓有训，管超 MACH可编程逻辑器件及其开发工具清华大学出版社1998
8．宋伯生 可编程控制器配置、编程、联网 中国劳动出版社 1998
9．孙涵芳，徐爱卿MCS-51／96系列单片机原理及应用 北京航空航天大学出版社1996
10．张旭东，廖先芸 IBM微型机实用接口技术 科学技术文献出版社1993
11．李华 MCS-51系列单片机使用接口技术 北京航空航天大学出版社1997
12．丁元杰 单片微机原理及应用 机械工业出版社 1997
13．王幸之，王雷，翟成，王闪 单片机应用系统抗干扰技术 北京航空航天大学出版社 2000
14．邬宽明 CAN总线原理和应用系统设计 北京航空航天大学出版社1996
15．谭杨林，谢冬青 数字通信原理 湖南大学出版社 1993
16．杨绍国，唐芬，吴宗祥，唐斌 微机原理、接口与网络实用技术 电子科技大学出版社1996
17．张洁明，毛淑华，王健 PC／104-CAN通信控制管理器的设计与应用 工业控制计算机 2000，13(3)：12-13
18．张翔，邓忠育 现场总线技术的特点及其发掌方向 广西大学学报 2001(3) 229—232
19．王毅峰，李令奇 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统 工业控制计算机 2000，13(5)：34-38
20．李进 现场总线技术的发展与技术特性 山西电子技术 2001(4)：10—13
21．梁达平 PLC 编程控制器教学仿真软件的开发 天水师范学院学报 2001，21(2)：60—62
22．张昆藏 IBM PC/XT微型计算机接口技术 清华大学出版社1991
23．曾家智，向世清 微型计算机系统与接口 电子科技大学出版社1991
24．朱庆保，张正兰，侯晓霞，于海江 微型计算机系统与接口 南京大学出版社1997
1．沈嗣昌，蒋璇，臧春华 数字设计导论 南京航空航天大学 1999
2．吕凤翥 C++语言基础教程 清华大学出版社 1999
3．王兆义 可编程控制器教程 机械工业出版社 1993
4．孙育才 MCS-51系列单片微型计算机及其应用 东南大学出版社 1997
5．杨振生，单洪 8088／8086汇编语言程序设计 国科学技术大学出版社 1993
6．常斗南，王建琪，李全利 可编程序控制器原理、应用、及通信基础 机械工业出版社 1997
7．薛宏熙，刘素杰，刘宝琴，蓝江桥，邓有训，管超 MACH可编程逻辑器件及其开发工具清华大学出版社1998
8．宋伯生 可编程控制器配置、编程、联网 中国劳动出版社 1998
9．孙涵芳，徐爱卿MCS-51／96系列单片机原理及应用 北京航空航天大学出版社1996
10．张旭东，廖先芸 IBM微型机实用接口技术 科学技术文献出版社1993
11．李华 MCS-51系列单片机使用接口技术 北京航空航天大学出版社1997
12．丁元杰 单片微机原理及应用 机械工业出版社 1997
13．王幸之，王雷，翟成，王闪 单片机应用系统抗干扰技术 北京航空航天大学出版社 2000
14．邬宽明 CAN总线原理和应用系统设计 北京航空航天大学出版社1996
15．谭杨林，谢冬青 数字通信原理 湖南大学出版社 1993
16．杨绍国，唐芬，吴宗祥，唐斌 微机原理、接口与网络实用技术 电子科技大学出版社1996
17．张洁明，毛淑华，王健 PC／104-CAN通信控制管理器的设计与应用 工业控制计算机 2000，13(3)：12-13
18．张翔，邓忠育 现场总线技术的特点及其发掌方向 广西大学学报 2001(3) 229—232
19．王毅峰，李令奇 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统 工业控制计算机 2000，13(5)：34-38
20．李进 现场总线技术的发展与技术特性 山西电子技术 2001(4)：10—13
21．梁达平 PLC 编程控制器教学仿真软件的开发 天水师范学院学报 2001，21(2)：60—62
22．张昆藏 IBM PC/XT微型计算机接口技术 清华大学出版社1991
23．曾家智，向世清 微型计算机系统与接口 电子科技大学出版社1991
24．朱庆保，张正兰，侯晓霞，于海江 微型计算机系统与接口 南京大学出版社1997