在安全自動(dòng)化中的總線容錯(cuò)控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，安全自動(dòng)化開(kāi)始由強(qiáng)調(diào)設(shè)備安全性向著強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)陌踩约翱煽啃缘姆较虬l(fā)展，而傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在某些有實(shí)時(shí)性和可靠性要求的應(yīng)用中，在使用上遇到不少的限制。 安全現(xiàn)場(chǎng)總線的概念要求報(bào)文發(fā)送的實(shí)時(shí)性，任何任務(wù)都要在截止時(shí)間內(nèi)完成。而CAN總線作為典型的事件觸發(fā)通信方式，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由于采用非破壞性的總線仲裁機(jī)制，高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)將贏得總線，而低優(yōu)先級(jí)的或許永遠(yuǎn)都處于延后狀態(tài)中。而且其

2、無(wú)法防御Babbling Idiot問(wèn)題，所以不適合用于安全現(xiàn)場(chǎng)總線中。 TTCAN協(xié)議基于傳統(tǒng)CAN協(xié)議，通過(guò)時(shí)間觸發(fā)機(jī)制傳輸報(bào)文，保證了總線傳輸實(shí)時(shí)性。但由于其不允許報(bào)文錯(cuò)誤自動(dòng)重發(fā)，導(dǎo)致TTCAN協(xié)議的可靠性降低，需要利用總線冗余的策略來(lái)提高系統(tǒng)可靠性，使其滿足安全性要求。 本文首先分析了CAN實(shí)時(shí)性與可靠性的不足；其次分析了TTCAN協(xié)議的基本實(shí)現(xiàn)方法及其不足；探討了TTCAN冗余系統(tǒng)的組建方法；并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)

3、出一套可用于工業(yè)系統(tǒng)中基于TTCAN協(xié)議的高安全性總線系統(tǒng)。 本課題利用AT89S51單片機(jī)及CC790A總線控制器設(shè)計(jì)基于TTCAN冗余雙通道的總線系統(tǒng)。系統(tǒng)具有冗余的雙通道傳輸總線，實(shí)現(xiàn)TTCAN協(xié)議級(jí)別1和級(jí)別2的全部功能，并且設(shè)計(jì)總線保護(hù)器以防止Babbling Idiot問(wèn)題。在軟件設(shè)計(jì)上，利用總線控制器特有觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制雙總線的同步；總線保護(hù)器使得節(jié)點(diǎn)只在發(fā)送時(shí)間窗口將數(shù)據(jù)傳入總線并使節(jié)點(diǎn)具有故障沉默特性；此外配合冗