基于iCAN 協(xié)議的CAN-bus 分布式控制系統(tǒng)

1.1iCAN系統(tǒng)的誕生

工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢，使得工業(yè)控制系統(tǒng)逐漸采用更加徹底的分散式結(jié)構(gòu)，而在這個發(fā)展過程中，現(xiàn)場總線的應(yīng)用起到了主導(dǎo)的作用。

作為市場上占有率很高的現(xiàn)場總線之一，CAN-bus總線憑借其開放性、高可靠性、良好的實時性、較低的成本，在工業(yè)控制、遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀黝I(lǐng)域中都獲得了廣泛地應(yīng)用。

通過建立一個CAN-bus總線的硬件平臺，再綜合一些優(yōu)秀產(chǎn)品必需具備的要素：便于實現(xiàn)的行業(yè)方案、較低的系統(tǒng)成本、優(yōu)秀的產(chǎn)品性能等，即誕生了一種完整功能的現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)；這就是基于CAN-bus總線的iCAN系統(tǒng)。

1.2iCAN系統(tǒng)簡介

iCAN系統(tǒng)，即基于iCAN協(xié)議的CAN-bus分布式數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)；iCAN系統(tǒng)主要由三個要素構(gòu)成：PC-CAN接口卡、iCAN協(xié)議、iCAN功能模塊。

iCAN協(xié)議，是一種基于CAN-bus連接的應(yīng)用層協(xié)議，具有實現(xiàn)方便、應(yīng)用可靠的優(yōu)點。

iCAN功能模塊，集成CAN-bus通訊接口與iCAN應(yīng)用層協(xié)議，提供DI、DO、AI、AO、RTD、TC、計數(shù)器、頻率計等數(shù)據(jù)采集功能，為主控PC與現(xiàn)場設(shè)備之間提供完整的信號采集與通訊功能。

支持iCAN協(xié)議的PC-CAN接口卡，支持組態(tài)軟件、動態(tài)庫等多種編程方式，令通用PC平臺具備網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)記錄等功能，實現(xiàn)強大的人機交互功能。

1.3iCAN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

iCAN系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)CAN-bus應(yīng)用中的通訊控制和數(shù)據(jù)采集方案。因此，iCAN系統(tǒng)具有構(gòu)建靈活、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的優(yōu)勢；并且，由于采用CAN-bus總線，系統(tǒng)具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。同時，iCAN系統(tǒng)具有易于組態(tài)，安裝、運行、維護簡便的特點。

圖0.1為iCAN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。一個實際運行的iCAN系統(tǒng)主要由PC-CAN接口卡、iCAN功能模塊組成。iCAN系統(tǒng)支持多種用戶開發(fā)方式，并且支持常用的組態(tài)軟件環(huán)境。

根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的需求，iCAN系統(tǒng)可以增加CAN-bus網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋設(shè)備，以適應(yīng)實際系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和通訊距離，以及終端設(shè)備在安裝、布線等方面的要求。通過CAN-bus網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋設(shè)備，iCAN系統(tǒng)也可以方便地互連其它類型的現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，比如串行通訊網(wǎng)絡(luò)RS-232或RS-485、以太網(wǎng)EtherNet等，或者連接DeviceNet/CANopen網(wǎng)絡(luò)。

作為一個能夠滿足實際控制需求的CAN-bus網(wǎng)絡(luò)，iCAN系統(tǒng)可以由用戶在現(xiàn)場按需配置，構(gòu)成大型、中型或小型的分布式控制網(wǎng)絡(luò)。同時，iCAN系統(tǒng)能夠?qū)⒍鄠€不同功能、符合規(guī)范的CAN-bus產(chǎn)品有機聯(lián)網(wǎng)，形成一個實現(xiàn)指定功能的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，從而提供一整套完整的現(xiàn)場通訊和數(shù)據(jù)采集方案。