CAN总线在矿用低压供电系统综合保护中的应用

1 引言
CAN（Controller Area network，控制器局域网） 总线属现场总线的一种，由于它具有高性能、高可靠性、高性价比、连接方便、实时性好及其独特的设计等突出优点而被应用于许多工业部门,目前已成为比较流行的一种现场总线,广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。

我们在综合保护器的设计中，通常都是采用485总线，通讯也采用命令、响应方式。主机发出查询信号，各测量模块与主机通讯，报告各自数据及状态。但在应用现场中，通讯模块太多，这样就会使主机十分繁忙，数据就有可能不能及时得到响应命令;并且一旦有一个模块出现异常，就会影响到整个系统，考虑到实时性和安全性，我们将CAN总线用到了综合保护器上。

2CAN总线特点及协议
CAN总线最初是由德国奔驰公司在80年代初为解决现代汽车中众多的传感器和执行装置之间的数据通信而开发的一种先进的串行通讯协议目的是通过较少的信号线，将汽车上的各种电子设备将汽车上的各种电子设备通过网络连接起来，并提高数据在网络中传输的可靠性。

2.1 CAN总线有特点
（1） CAN总线通讯速率为1Mbps/40m和5kbps/10km，节点可达110个，传输介质为双绞线和电缆;
（2） CAN总线采用非破坏性仲裁技术，将节点信息分为不同的优先级，可满足不同的实时性要求;
（3） 当节点出现错误严重时，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，可使总线上其它操作不受影响;
（4） CAN可实现全分布式多机系统，且无主从机之分，每个节点均可在任何时刻主动向网络上其它节点发送信息，可采用点对点，一点对多点及全局广播几种方式传送数据;
（5） CAN总线文报采用短帧结构，每帧信息都有CRC校验以及其他检错措施，使数据出错率低，可靠性极高;
（6） CAN 总线的成本低。

2.2 CAN总线协议
对通讯数据进行编码（取消了传统的对站地址编码），数据块标识符可由11位（CAN2.0A）或29位（CAN2.0B）二进制组成，最多可211或219个数据块，从而使网络节点数在理论上不受限制，这种按数据块编码的方式还可使不同的节点同时接受相同的数据，这样给分步式控制系统中实现模块间的数据和控制信息共享带来了极大方便。CAN 总线通讯接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通讯数据的成帧处理（包括位填充，数据块校验，循环冗余校验，优先级判别等）。

3 系统硬件电路设计
系统中主要由上位机和控制器以及相应的保护电路构成，还有接到PC机内部的CAN接口卡，若干个CAN网络接点。综合保护器上的若干个测量模块（如开关量输入输出模块EDA9050，计数测频模块EDA9081，继电器输出模块EDA9060等）可以挂接到总线上，独立地与上位机通讯。CAN总线系统结构框图如图1所示: