CAN总线作业.pdf

基于CAN总线的电梯控制系统设计
电梯控制系统最早多采用继电接触器控制,这种系统可靠性差、故障率高、维修不方便,
远不能满足要求。接着出现了PLC控制,系统性能得到了很大的提高,但是在此类系统中均
由一个主控制器实施整个电梯的控制,属于集中控制系统,主控制器的负担重,系统的可靠
性和灵活性、实时性都不高另外,集中控制系统中数据的交换需要专用的线路,消耗大量电
缆。
随着技术的发展,RS485技术被引入了电梯控制中,系统的经济性和可靠性得到了一定的
提高，但是,RS485只能构成主从式结构的通信网络,缺少总线冲突仲裁,实时响应能力差,
并且采用RS485只是对集中控制有所改善,并没有完全实现分布式控制，仍然需要相当数
量的线缆。
由于传统电梯控制系统不是分布式控制,并且接线过多,安装复杂,不易更改和扩展导致
系统难以维护和效率低。从实时性可靠性以及经济方面考虑,需要对原来的电梯控制系统进
行更新。况且,现今的电梯用户对电梯的要求已不仅仅停留在对系统的安全性、可靠性等基本
功能的追求上,他们对电梯的舒适感、效率、自我故障诊断、远程监控等智能化以及电梯调试,维
护的简便性提出了更高的要求,而这些要求的满足就需要一种高效率,高可靠性的现场总
线技术,以及嵌入式技术来满足.CAN-bus即控制器局域网,是德国Bosch公司从80年代
初为解决汽车中控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议,因其良
好的可靠性、健壮性和性能价格比,得到了广泛的应用,被公认为最有前途的现场总线之
一。起先,CAN-bus被设计作为汽车环境中的微控制器通信,在车载各电子控制装置
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。
作为一种技术先可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通信控制方式,CAN-bu
s已被广泛应用到各个自动化控制系统中。从高速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是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信
网络。CAN-bus可实现分布式多机系统,且无主、从机之分;可以用点对点、一点对多点及全
局广播几种方式传送和接收数据;直接通信距离最远可达10km(传输率为5kbps),
通信速率最高可达1Mbps(传输距离为40m);网络内的节点个数在理论上不受限制。
为此,构造分布式布式电梯微机控制系统,采用CAN总线技术实现电梯各地微机控制器
之间的通信,并采用嵌入式技术,实现控制系统的模块化设计,不但使得系统可靠性实时性经
济性得以提高并且具有可扩展性方便了系统的更新升级。
1控制系统结构及功能
电梯控制系统有模块化嵌入式,经济节能,高品质趋势,该电梯系统就是采用总线技术嵌
入式技术模块化设计,可以使系统达到节约成本经济,运行节能,以及高品质的目的.图1所示
为基于CAN-bus的电梯控制系统结构图,按结构可以分为以下4大部分:主控模块轿厢控制,
单元厅外控制单元,和群控调度单元.其中,主控模块轿厢控制单元厅外控制单元通过CAN1
连接实现基本信息的采集和控制指令的发送.群控调度器通过CAN2与主控模块和厅外主站
之间进行通信,完成多台电梯之间的调度问题。

图1CAN总线电梯控制系统结构图

之所以在电梯控制中采用CAN-bus,是因为CAN-bus在实时响应能力、抗干扰性、可靠
性等方面存在以下技术优势:CAN总线丰富的优先级别和总线冲突仲裁方式,能够实现电梯
通信系统主控制器、厅外呼梯控制器和轿厢控制器间多主工作方式,提高电梯的实时响应能
力;CAN总线上某一节点出现严重故障时,具有自动关闭功能,以切断该节点与总线的联系,
不影响其他节点的正常工作,使电梯系统具有很高的抗干扰性;CAN总线有强大的错误检测
和处理机制,每帧信息都有硬件CRC校验措施,保证了极低的数据出错率,能提高电梯系统
通信可靠性;CAN总线通信传输距离远,通信速率很高,直接通信距离最远可达l0km(速率
5kbps以下)通信,速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长40m),此外,CAN总线只
需一对双绞线通过网络拓扑结构连接即可,安装极为方便;对于不同楼层数的控制系统,只需
在CAN总线中加入相应数目的呼梯控制器,并在主控器的软件上做微小改动即可,使得电
梯控制系统安装更加灵活,扩展方便。另外,由于采用了CAN-bus,通过嵌入式技术可以很方
便的实现电梯控制系统设计的模块化,硬件软件设计都依照模块化设计来实现,不但方便了
系统的开发,更方便了系统的升级和维护。
由于CAN总线具有以上优点,在群控电梯通信系统中,采用了更可靠、实时响应