CAN总线数字化气动阀门控制器
气动阀门及气动机构广泛应用于各个管道及设备控制领域，结构简单，动作迅速，是工业领域不可缺少的过程控制执行单元，CAN总线数字化气动阀门控制器打破了传统的电磁阀及限位开关控制模式，将整个组件视为一个整体的CAN总线控制单元，提供信号及指令均以CAN总线进行通讯的模式，可更通过CAN数字化通讯的方式更加直观的获取阀门及机构的当前状态，动作的信息，为实现智能CAN总线数字化阀门控制系统组网奠定基础。
现场总线是应用在制造或过程区域现场装置与控制室内自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。它也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。现场总线的出现为工业自动化提供了全分布的解决方案，提高了现场设备的智能和自治水平，便于系统的安装和维护。现场总线的种类很多，国际标准的现场总线就有13种之多，其中CAN总线以其支持多主方式，卓越的短帧传输性能，极高的可靠性，非破坏性总线先级仲裁方式，Intel、Philips、Motorola等众多半导体生产厂商的芯片支持，我司研发的CAN总线数字化气动阀门及控制系统可更方便的实现无障碍组装。
CAN总线数字化阀门系统
通用型阀门对控制精度要求不高，操作也较简单，仅有开、关、停三种状态。通常情况下，操作人员在现场通过对电磁阀或定位器的操作来控制阀门的开启和关闭，阀门的开度通过阀门上的指针式仪表，由于配件多，走线繁杂，故障的诊断只能依靠操作人员的经验，甚至需要开盖，开控制柜进行检查，给维护带来不便。 CAN总线数字化系统包括上、下位两级控制，除了保留原有的现场操作功能外，操作人员还可以通过上位机对CAN总线数字化阀门进行远程操作。上位机提供操作方便的人机交互界面，支持对系统中不同阀门的简单组态，并采用数据库技术实现系统运行中各阀门的状态信息和故障信息的管理，便于系统的维护，CAN总线上位机除了具有与下位机通信的现场总线接口外，还应具有以太网接口以实现系统与外部的信息交互。CAN总线下位机在尽量保留原有气动阀门装置基础功能的前提下，引入了微控制器技术，构成嵌入式控制系统，由CAN总线数字化开关阀门和CAN总线数字化调节阀门组成，既支持现场的操作，也支持上位机的远程控制，二者可以通过现场的开关进行切换。CAN总线下位机控制系统中增加了检测电路和现场总线接口，实现了对CAN总线数字化阀门运行中大量故障信息的采集。 微控制器一方面能按现场或CAN总线上位机设置的阀门开度值控制阀门的开启和关闭，另一方面可以响应上位机的数据请求，将CAN总线数字化阀门的运行信息上传给上位机。上位机、下位机之间通过现场CAN总线连接，二者分工明确，构成真正的全分布现场总线控制系统（FCS）。 根据以上分析，本文采用了集中管理、分散控制的上、下位机两级控制的系统总体结构，如图1所示。
CAN总线上位机采用工业控制计算机，除上面提到的功能外，还可根据需要设计运行信息统计打印以及系统报警等功能;下位机是以微控制器为核心的控制单元，并嵌入到CAN总线数字化阀门中，与阀门的电气控制部分一同实现控制功能。系统通信选用的是CAN总线，CAN总线协议简单，仅包括物理层和数据链路层，用户可以自己定义应用层，传输介质可以采用屏蔽的双绞线，信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，传输时间短，受干扰的概率低。总线通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/5Kbps，总线上可挂接设备数最多可达110个。当某个节点严重错误时，能够自动脱离总线，有关CAN总线技术的文献较多，在此不作详述。
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