CAN總線采集模塊到底具備什么優(yōu)點

眾所周知，對于每一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)都是由各種各樣的傳感器、變送器等檢測設(shè)備組成，以便及時地將現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)和被控對象的各種參數(shù)反應(yīng)到控制器或控制計算機，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的精確控制。將這些傳感器檢測到的現(xiàn)場信號盡快的傳送到控制器或上位機進(jìn)行顯示、處理、傳輸和記錄的技術(shù)，稱之為數(shù)據(jù)采集技術(shù)，這也是當(dāng)今控制領(lǐng)域所研究的一個重要方向。目前，對于數(shù)據(jù)采集設(shè)備也提出了微型化、低功耗、長壽命、高可靠性等要求。同時，為了適應(yīng)多種任務(wù)的需要以及在各個領(lǐng)域中普遍應(yīng)用，需要研制一種比較靈敏通用的數(shù)據(jù)采集模塊，對不同的采集任務(wù)應(yīng)具有一定的適應(yīng)性和實時性。

隨著計算機、通信、集成電路、傳感器技術(shù)的發(fā)展，在控制領(lǐng)域又出現(xiàn)了一種新興的控制技術(shù)，即現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn)，為數(shù)據(jù)采集提供了一種新的手段。在總線系統(tǒng)中，總線中的各個單元將分別完成各種不同的任務(wù)，系統(tǒng)中的測量、控制任務(wù)將大部分下放到現(xiàn)場的智能儀表單元中去。這種智能化儀表設(shè)計的概念使得總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)可以通過單獨的數(shù)據(jù)采集單元來完成。而基于CAN總線的數(shù)據(jù)采集模塊則是為了適應(yīng)這樣的要求而設(shè)計的。CAN總線是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，具有可靠性高、成本低、傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率快等優(yōu)點，在國際上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

由于分布在控制現(xiàn)場的各種傳感器、變送器的輸出可以是模擬量，也可以是數(shù)字量，為了將這些不同形式、不同類型的信號能夠被基于CAN總線的控制器或上位機所識別，因此基于CAN總線的數(shù)據(jù)采集模塊所要完成的功能分為兩個方面：一方面是將未知的連續(xù)的模擬輸入信號轉(zhuǎn)換為微計算機能接收的數(shù)字信號，即模擬量數(shù)據(jù)采集，另一方面是將現(xiàn)場數(shù)字傳感器、變送器等設(shè)備所輸出的遵循某一協(xié)議格式的數(shù)字信號或數(shù)字量IO信號轉(zhuǎn)換成符合CAN總線協(xié)議的信息，即數(shù)字量數(shù)據(jù)采集。

深圳誠控電子研發(fā)的CAN總線采集模塊具有采樣數(shù)據(jù)更新速度快，轉(zhuǎn)換精度高，轉(zhuǎn)換線性誤差小，通信速率高，抗干擾性能強，出錯率極低，傳輸舉例較遠(yuǎn)等特點，能很好地完成對現(xiàn)場信息的采集和進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)通信，由該類模塊組成的系統(tǒng)特別適合于現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜、實時性要求高的分布式控制系統(tǒng)，且由于其價格低廉，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

對于RS232、RS485、CAN等工業(yè)上常用的總線可能很多人都會很熟悉，這些都是傳輸數(shù)字信號的方式。工業(yè)上普遍需要測量各類非電物理量，就像溫度、壓力、速度、角度等，這些都需要轉(zhuǎn)換成模擬量電信號才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上，工業(yè)上最廣泛采用的則是用4-20mA電流來傳輸模擬量。誠控電子的DAM-DA系列模塊就是將RSS232/RS485等數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號進(jìn)行傳輸。

上限取20mA是因為防爆的要求，20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線，正常工作時不會低于4mA，當(dāng)傳輸線因故障斷路，環(huán)路電流降為零。電流型變送器將物理量轉(zhuǎn)換成4-20mA電流輸出，必然要有外電源為其供電。最典型的是變送器需要兩根電源線，加上兩根電流輸出線，總共要接四根線，稱之為四線制變送器。當(dāng)然電流輸出可以與電源公用一根線，可節(jié)省一根線，所以現(xiàn)在基本上將四線制變送器稱之為三線制變送器。

其實可能也有人注意到，4-20mA電流本身就可以為變送器供電，變送器在電路中相當(dāng)于一個特殊的負(fù)載，這種變送器只需外接兩根線，因而被稱為兩線制變送器。工業(yè)電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)下限為4mA，因此在量程范圍內(nèi)，變送器通常只有24V，4mA供電。采用電流信號的原因是不容易受干擾，因為工業(yè)現(xiàn)場的噪聲電壓的幅度可能達(dá)到數(shù)V，但是噪聲的功率很弱，所以噪聲電流通常小于nA級別，因此給4－20mA傳輸帶來的誤差非常小；電流源內(nèi)阻趨于無窮大，導(dǎo)線電阻串聯(lián)在回路中不影響精度，因此在普通雙絞線上可以傳輸數(shù)百米；由于電流源的大內(nèi)阻和恒流輸出，在接收端只需放置一個二百五十歐姆到地的電阻就可以獲得0－5V的電壓，低輸入阻抗的接收器的好處是nA級的輸入電流噪聲只產(chǎn)生非常微弱的電壓噪聲。

而像模擬量轉(zhuǎn)RS485采集模塊則是一款將遠(yuǎn)程現(xiàn)場的模擬量信號采集至計算機的設(shè)備，其利用RS-485總線作為數(shù)據(jù)通信線路，能夠同時將八路模擬量輸入至模塊，4-20mA信號轉(zhuǎn)為485通信，或者0-10V信號轉(zhuǎn)為485通訊的智能模塊，采用十二位和十六位的高精度A/D轉(zhuǎn)換器電路組成，并通過RS-485總線傳輸至計算機。

因為是采用RS-485接口作為通信接口，其能夠多個模塊組合傳輸更多路數(shù)模擬量信號，并且能夠在線路上分散配置，采用地址碼進(jìn)行區(qū)分，通信速率9600bps，其他波特率可定制，采用ModbusRTU通信協(xié)議。模擬量輸入轉(zhuǎn)485模塊產(chǎn)品是采用工業(yè)接線端子，DIN導(dǎo)軌安裝方式，適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場使用。支持9～36VDC電源彈性輸入，適用于工業(yè)現(xiàn)場多種電源規(guī)格。采用標(biāo)準(zhǔn)ModbusRTU協(xié)議，可以直接接入到基于Modbus通信的系統(tǒng)中使用，無需做大的改動。采用RS-485總線作為通信線路，支持多個設(shè)備并聯(lián)，可擴展性好，方便靈活配置。