浅谈汽车CAN总线通信系统的教与学

随着汽车电子化的发展,CAN总线通信系统在汽车维修专业中的重要性日益凸显。本文探讨了基于CAN的车窗控制系统,结合硬件电路和软件程序设计以及示波器和CAN分析仪的使用,来加深学生对CAN总线通信系统原理和协议及数据收发过程的理解。这种实践性学习方法能够增强学生的学习兴趣,提高学生的创新能力,为未来做好汽车维修等岗位工作打下坚实基础。

水电站现场总线光学冗余环网通信链路监测

为及时发现水电站现场总线光学冗余环网通信链路的异常,本文介绍了一种水电站现场总线光学冗余环网通信链路监测方法。通过收集环网各光电转换模块接收端的光电转换功率,依据光学信号对通信的影响确定了正常、告警、故障三个光学质量等级来评估相应链路的光学信号质量;通过主从通信设备互送互检心跳信号实现现场总线各站点的在线状态判断,并在监控画面实时展示该套现场总线光学冗余环网各处链路的实时光学信号质量及等级,展示各通信站点的在线、离线状态。确保水电站工作人员能够以直观的方式评估各段光学链路老化程度,预判故障趋势;在光学链路出现故障时能够快速定位故障点;在相应的通信站点掉线时能够及时收到离线报警。

基于RapidIO总线的机载通信软件在线升级系统设计

随着机载通信的不断发展,机载通信设备出现了小型化和综合化的趋势,通信总线的传输速率取得大幅提升,各软件独立升级的传统方式已经不能满足用户需求,也不方便用户对软件版本进行有效管控。本文研究的基于高性能嵌入式系统互连(rapid interconnect architecture,RapidIO)总线和人机交互的机载通信分系统在线升级系统,可以高效便捷地实现机上通信设备软件的升级维护。

基于现场总线通信的高压电气设备异常振动状态检测方法

常规方法在检测电气设备异常振动状态时,存在检测耗时较长、检测误差较大、准确率较低的问题。针对这一问题,本研究引入现场总线通信技术,设计了新的高压电气设备异常振动状态检测方法。首先,利用振动传感器实时采集电气设备的振动信号。然后,利用小波变换原理与超高频方法原理,建立高压电气设备超高频信号模型,对振动信号实施去噪处理。最后,基于现场总线通信技术监测高压电气设备局部放电过程中的超高频信号变化,检测电气设备异常振动状态。实验表明:该方法能够在较短的时间内,准确检测出高压电气设备潜在的异常振动隐患,检测准确率达到98%以上,检测效果显著。

基于总线冗余机制的带式输送机保护系统通信鲁棒性提升方法

针对带式输送机保护系统一旦发生通信故障就停产检修的问题,分析了带式输送机保护系统查询总线和控制总线的特点,结合通信故障原因和机理,提出了分组通信和总线冗余机制。总线冗余机制不改变任何硬件,利用通信迂回链路,保障系统正常通信,同时预警故障位置和类型。通过单条带式输送机保护系统沿线10台设备查询总线多处故障、控制总线单一故障和查询/控制总线复合故障通信试验,解决了系统发生单一故障停产检修的问题,提升了系统通信鲁棒性。

CAN总线通信中继在平流层无人飞行器中的应用研究

针对目前平流层无人飞行器能源系统CAN总线通信的缺陷,提出一种新的CAN总线通信中继的应用实施方案,从硬件和软件两个方面对CAN中继器进行原理分析与介绍,并在此基础上,对实际应用的平流层无人飞行器能源系统进行分析和可行性论证,给出多中继节点对系统的影响分析。该研究对于扩大平流层无人飞行器能源系统的规模和增强CAN总线通信架构的可靠性具有重要的指导意义。

基于CAN总线的智能插秧机通信系统应用研究

中国制造2025计划将智能农业装备列为关注发展领域,智能农业装备的热点研究问题就是设备的自动化。为此,针对已有插秧机作业过程中缺乏时效性评价系统、检测技术精度有待提高、通信方式不易扩展等一系列问题,提出了基于CAN总线的智能插秧机通信系统应用研究。通过GPS接收器检测现场情况及插秧机工作实况,通过CAN总线分布方式优化上位机和下位机之间的通讯及指令传输,基于ISO11783标准制订了智能化总线通信协议,并通过软件系统进行人机交互,实现插秧机位置实时监控、插秧机作业面积实时统计等功能。在此,分别进行了作业农田面积统计试验、直线道路路径跟踪试验及水稻农田作业试验。结果表明:基于CAN总线的智能插秧机通信系统能够保障数据实时传输,能实现插秧机精准远程操作,且安全自主完成路径跟踪、速度变换、转向及插秧作业等一系列作业,满足目前插秧作业的各种需求,具有实用性。

基于MVB总线的市域铁路车载设备首尾通信方法

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。市域铁路要求列车两端的车载设备首尾通信、传递信息、支持站后自动折返和原地自动换端。详细介绍基于MVB总线的首尾通信方法和技术,已经成功应用于市域铁路车载设备之中。经过实验室测试和检验,提出的首尾通信方法和技术可以实现首尾两端车载设备高安全、高可靠的数据通信,是市域铁路列车实现站后自动折返和原地自动换端的重要基础技术。

基于ABB机器人与西门子PLC的ProfiNet IO通信的课程教学设计

在常见的工业机器人工作站中,一般包括工业机器人、PLC两个控制单元,工业机器人主要负责工件的搬运、加工,PLC负责部分外围设备的控制,工业机器人与PLC之间需对数据进行实时交互,以达到两者之间的配合。文章将探讨ABB机器人与西门子PLC的ProfiNet IO通信在课程教学中的应用研究。

一种机载同构型双余度通道总线通信方法研究

余度通道控制管理技术是非常重要的设计方法,可以提高数据采集的控制与管理水平,在机载产品应用领域发挥非常重要的作用。同构型余度控制管理涉及到同构型设计下两个通道的数据交互,首先通过对双余度通信模式下,双通道总线不同的故障模式分析,实现机载双余度通道产品的总线通信设计,然后阐述了与上位机的数据交互流程,从数据流及通道故障切换角度对双余度通道切换方法进行了说明。

基于光纤通信的总线技术在海上平台的应用分析

在当今科学技术快速发展的推动下,我国各个领域都逐步涌现出了更为先进的中央控制系统。而在海上平台当中也创建了全新的中央控制系统,其中主要涵盖了过程控制系统(PCS)、应急关断系统(ESD)和火灾可燃气探测报警系统(FGS)。中央控制系统能够维护海上平台生产作业的安全稳定性,通常是以集散式的控制系统为主要架构基础,此控制系统展现出接线量庞大、模块功能独立、机柜数量丰富的特点。并且需投入大量的人力资源进行建造施工作业、以及较高的物料成本。相关技术人员结合光纤通信总线技术(O-FCS),制定了一套详细完整的解决方案,在维护系统持续稳定运转的同时,有效缩减项目的资源投入、施工工期以及人力资源消耗,同时便于后续检修维护工作的开展。与此同时,运用多功能集成模块(MIM),有效取代了传统输入输出卡件,可将其全面放置在现场防爆接线箱中进行布线,只需将控制器机柜和操作站等监控设备布置在中控室内部。工作人员通过现场仪表阀门信号一一对接,接入到现场接线箱中形成多功能集成模块,MIM与光纤转换器进行通信,完成仪表阀门电信号到光信号的转换流程,随后再借助冗余光纤完成信号传输,在控制器机柜进行统一监控操作。相较于传统集散式控制系统,新型控制系统有效缩减了机柜数量、接线工作量以及卡件数量,在未来海上平台控制系统当中有着极为理想的应用前景。

基于现场总线通信的电气设备异常振动状态检测方法研究

文章旨在研究一种基于现场总线通信的电气设备异常振动状态检测方法。该方法利用现场总线技术实时采集和传输振动数据,通过对振动数据进行预处理和特征提取,并结合支持向量机(SupportVectorMachine,SVM)智能诊断模型对设备的振动状态进行自动分类和故障诊断。实验结果表明,该方法能够有效识别电机的不同故障类型,具有较高的诊断准确率和故障检出率,误报率低,诊断时延短,可为电气设备的状态监测和故障诊断提供新的思路和技术手段。

OPC/Web通信在现场总线设备监管系统的应用

随着数字化工业现场总线设备应用的普及性,基于设备实时健康管理系统的信息采集技术正逐步得到完善。在工业现场,采用OPC通信方式的总线监管系统和采用Web通信方式的设备监视系统,都是以分布式控制系统底层组态数据为核心,结合实时数据运算处理,为用户提供总线设备在线监视、故障诊断、设备检修(维护)指导,以及设备运行状况的统计分析和故障数据实时发送管理等功能。阐述了在OPC通信或Web通信条件下总线设备状态监测的系统架构、数据采集和界面展示。分析结果表明,用户在选择设备管理系统时,应根据当前的控制系统架构,合理评估不同总线设备管理系统的适用性。

基于巡检移动机器人运动控制的CAN总线通信技术研究

在现代工业应用中,巡检移动机器人凭借其自动化和智能化的特点,已广泛应用于设备监控与维护领域。这些机器人的有效运作依赖于高效的控制系统和可靠的通信技术。其中,控制器局域网(Controller Area Network,CAN)总线技术因其高可靠性和实时性,在机器人通信系统中占据重要地位。文章详细分析巡检机器人的运动控制需求,并基于这些需求设计针对性的CAN总线通信方案,包括网络结构、数据帧格式以及通信协议和错误处理机制。

PROFINET技术在数字化变电站过程总线通信的应用

为保证数字化变电站过程总线的通信服务质量,提出一种基于PROFINET技术的过程总线通信新方案。介绍了PROFINET支持的3种通信方式,总结了过程总线通信具有映射全面性和传输要求多样性特征。为确保PROFINET技术成功应用于过程总线,将相关报文分为配置诊断数据、一般型GOOSE和高实时信息3种类型并进行分时设置,此外还需采用支持IEEE1588和具备建立时间表格功能的工业级交换机。新方案可实现采样值的网络化同步,大大简化设备接线,有利于网络故障的迅速自恢复。

基于现场总线通信的发动机怠速启停控制方法

常规的发动机怠速启停控制方法以CAN总线数据的模块化控制为主,核心控制指令中的模拟控制指令很容易产生压力参数变化,影响启停控制效果。因此,设计了基于现场总线通信的发动机怠速启停控制方法。判定发动机怠速启停控制条件,将驾驶安全性、整车舒适性、动力性、油耗排放性能考虑在内,对发动机的启停控制条件进行逻辑分析。基于现场总线通信构建怠速启停控制逻辑模型,以数值求解发动机惯性力矩,作为电机转矩输出控制指令,实现发动机怠速启停的前馈控制。触发发动机自动怠速启动停止控制动作,在发动机启动之后,设定一个时间限值,在限值内无其他操作默认为发动机启动,达成自动启停控制的目标。采用仿真实验,验证了该方法的启停控制效果更佳,能够应用于实际生活中。

基于PROFINET总线的FOXBOT机器人与西门子PLC的通信实现

基于PROFINET现场总线技术进行设备互联的机器人装配工作站中,FOXBOT机器人与PLC的TCP通信有多种方案,在对设备技术参数和作业任务的工艺要进行分析后,选择了更加合理可行通信实现的方案,对机器人作业任务程序和PLC控制调度程序进行了重新设计与优化,满足了作业任务系统的工艺要求。

液压支架电液控制系统总线通信故障检测与诊断方法

通信系统是综采工作面液压支架电液控制系统信息传递的通道与桥梁,目前多采用CAN总线作为通信总线,易受井下复杂电磁环境的干扰,导致支架控制器内部通信硬件出现故障,造成控制器“失联”现象,且CAN总线通信系统采用多主通信模式,单台控制器“失联”将导致整个电液控制系统无法正常工作,造成安全隐患。设计了CAN通信保护电路,可使通信系统在较大负载情况下稳定运行,在复杂环境中具有较强的抗干扰性。基于CAN总线通信协议,结合令牌环网思想,提出了CAN总线通信故障检测与诊断方法,通过合理设计数据的帧结构与故障检测方式,弥补了CAN总线通信模式下节点丢失时难以定位的缺陷,并将增加数据长度对传输负载的影响降到最低,确保良好的通信性能。以2台端头控制器配合6台液压支架控制器组成环网,通过上位机不定时下发命令模拟井下实际操作时总线真实的负载情况,对液压支架电液控制系统总线通信故障检测与诊断方法进行实验验证,结果表明:该方法对系统负载率的影响较低,不会影响系统的正常运行;当出现故障节点时,可在300 ms内检测出故障控制器并向全工作面报警,故障排除率达100%。

基于CAN协议的服务化安全通信方案

针对CAN(controller area network)协议安全性及防护能力不足的问题,提出基于CAN总线的服务化安全通信方案,采用软件加强的方式满足车内通信的安全要求。通过对功能进行服务化定义、采用随机密钥与Seed-Key认证的方式,使CAN总线具有机密性、真实性和抗重放攻击的能力,同时不会增加网络负载。利用蓝牙模块和车身模块作为试验平台,针对蓝牙解锁功能,对所提出的CAN安全通信方案进行了验证,并采用不同的算法(AES128、、HMAC)满足信息安全防护要求和客户感知要求,同时该协议表现出良好的可靠性。

基于EDA技术的常用串口通信总线接口逻辑设计

新兴技术发展对通信总线接口性能提出了更高的要求,再加之接口之间交互行为的剧增,常规通信总线接口资源占用率过高、传输速度过低等缺陷逐渐显现。为了改善上述情况,提出基于EDA技术的常用串口通信总线接口逻辑设计。引入EDA技术搭建接口逻辑设计框架,以此为基础,选取适当的实现器件——FPGA控制器,设计具体数字接口(RS 232接收模块、I2C接收模块与SPI接收模块),并设计接口协议层(CRC校验、NRZI解码及其去除位填充),通过上述过程完成了常用串口通信总线接口的逻辑设计。实验数据表明,所设计接口资源占用率数值范围为19.58%~30.12%,传输速率最大值为48 Mb/s,达到预期接口设计目标。