快速实现工业设备的分布式控制系统

随着生产力的发展，越来越多的自动化设备投入到了工业大生产中，上百上千个的运动机构遍布于生产车间的各个角落，抛弃了人工在场操作的生产模式，每个自动化运动机构是否能够稳定的协同作业便成为决定产品能否成形的重要条件。实时性，可靠性的数据传输要求，使传统的RS232、RS485等通讯已无法胜任，现场总线技术便是打破僵局，使生产力发展的极大推动力，而在这场红潮中，CAN总线技术与分布式控制系统的结合，更是合理解决了这一难题。

图1 自动化生产车间

CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议，是一种实时性极强的总线通信，可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线。CAN协议的特性包括完整的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电子干扰性，并且能够检测出产生的任何错误。CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。

分布式控制系统一般是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。采用微处理机分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制。各回路之间和上下级之间通过高速数据通道交换信息。分布式控制系统具有数据获取、直接数字控制、人机交互以及监控和管理等功能。在分布式控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中。这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性，不会由于计算机的故障而使整个系统失去控制。当管理级发生故障时，过程控制级（控制回路）仍具有独立控制能力，个别控制回路发生故障时也不致影响全局。与计算机多级控制系统相比，分布式控制系统在结构上更加灵活、布局更为合理和成本更低。

如上所述，分别是CAN总线与分布式控制系统的介绍与特点，那要如何快速实现这两者的融合呢？下方将举一个最容易实现的系统帮助大家理解，完整的系统框图如下所示：