0 导言
现代流程工业中，多组分剖析仪器成为必不可少的环节。常用的在线剖析仪器有工业色谱仪、光谱剖析仪等。工业色谱仪在流程工业出产和环保范畴得到广泛运用，可是其剖析周期长，不易完成直接质量操控;拉曼光谱剖析仪剖析周期短精度高，可是本钱太高，所以尚未被推行。因而，实验室研制开发了依据80C196和DSP的多组分气体剖析渠道，经过不同传感器的组合对样品中不同组分进行检测，完成了剖析周期短、精度高，本钱低一级方针的共同。因为每台组合式剖析仪器一般只能剖析2-4个组分，为了完成更多组分的丈量，一同完成各个剖析仪器之间或剖析仪器与上位机之间信息的交互，这就有必要构建依据多组分气体剖析渠道的CAN总线网络。
CAN(Controll Area Network)是国际上运用最广泛的现场总线之一，运用了一种串行多操控方通讯协议，能够有效地支撑分布式实时操控，并且具有很高的安全性和高达1Mbps的通讯速率。因为CAN具有多主站操控、无破坏性总线裁定、牢靠的检错和重发机制以及毛病节点的判别和主动脱离等等明显长处，在富含噪声和其他要求严苛的环境中得到越来越广泛的运用，并且其运用范畴也在不断的扩展[1]。
1剖析仪器网络结构
多组分气体剖析渠道依据进程剖析仪器体系的物流和信息两通道所需的根本共性功用，体系选用模块化规划。各硬件模块具有独立结构，可习惯不同剖析传感器及其组合以及预处理设备的挑选要求;软件体系则为检测信号的数据处理、仪器的主动确诊、主动标定的操作操控以及为与DCS间的信息通讯供给支撑[2]。
剖析渠道选用TMS320F2812作为处理器。TMS320F2812是TI公司推出的一款用于操控范畴的高性能32位数字信号处理器，适用于实时数据处理，并集成了丰厚的外设，如片上12位模数转换器(ADC)、SPI、eCAN等功用模块，能够方便地进行功用扩展。渠道由数据搜集模块、操控模块、开关量输入输出模块、人机交互模块以及通讯接口组成。
依据现场状况，经过不同传感器的组合对样品中不同组分进行检测，合作相应的软件完成不同的数据处理办法，构成组合式剖析仪器，每台剖析仪器可检测2-4个组分。此处咱们以两台剖析仪器为例，每台能检测两个组分，一台检测CO2和O2，另一台检测SO2和CO，与上位机一同构建CAN通讯网络。
CAN网络系共同般由上位机、CAN适配卡、若干节点以及CAN总线构成。因为PC机上有多条扩展槽，运用局域网络通讯卡，使得该体系很简单与其他出产办理部门联网，便于共同调度和办理;别的，选用PC机还能够充分运用现有的软件东西和开发环境，方便快捷地规划功用丰厚的计算机软件，所以此处上位机咱们选用通用PC机。
CAN适配卡咱们选用的是北京科日新工控的KPCI-8110光隔非智能CAN总线通讯卡，契合ISO/ISO11898国际规范，满意2.0B(PeliCAN)兼容CAN2.0A通讯协议，通讯间隔最长达10km，传输速率最高达1Mbps。依据多组分气体剖析渠道的组合式剖析仪器做为CAN智能节点。总线上的信息传输恪守CAN通讯协议，通讯介质选用双绞线即可。
体系整体结构图如下所示：
图1 依据剖析仪器的CAN网络结构图
2 CAN总线通讯协议
CAN技术规范版别2.0包含两部分内容：版别2.0A描绘CAN技术规范1.2中界说的CAN报文格局;版别2.0B描绘规范和扩展格局两种报文格局。为了同CAN技术规范2.0兼容，要求CAN履行既同版别2.0A，也同版别2.0B兼容。
鉴于咱们现在所要传输的内容仅限于检测成果，一同考虑到现场需求网络中或许衔接的智能节点的个数，选用规范报文格局彻底能够满意咱们的要求。
CAN技术规范版别2.0B中，数据帧由7个不同的位场组成：即帧开始、裁定场、操控场、数据场、CRC场、应对场、帧完毕。数据帧格局如下所示[3]：
图2 CAN2.0B数据帧格局
剖析仪器主操控器F2812 DSP片上共有32个邮箱，在SCC形式下0-15邮箱可用，在eCAN形式下，32个邮箱悉数可用，并且与2407不同的是，F2812能够发送和存储包含报文ID在内的一切帧信息。所以咱们只需对规范标识符的位进行分配，而不必界说数据字节，即可满意上位机和主节点辨认帧来历和帧含义的要求。对规范标识符的分配如下表所示：
表1 标识符分配
3 通讯程序规划
若想完成CAN网络的正常通讯，有必要确保各通讯节点的波特率和标识符都界说得共同。因为KPCI-8110运用独立的CAN操控器SJA1000，而智能节点多组分气体剖析渠道中运用微处理器DSP中内置的CAN操控器，各自寄存器的界说和分配不尽相同，所以数据帧格局的界说办法也不一样，在编写初始化和通讯程序时要特别注意寄存器的界说和分配。
3.1智能节点端
为了完成各个节点信息的同步，考虑把智能节点中的一个做为主节点，其他节点做为从节点。主节点先搜集一切从节点的数据，再把一切的数据一同发送给上位机。
做为CAN网络的智能节点，组合式剖析仪器选用内置了CAN模块的F2812做为微处理器，从硬件上来讲，外接一个CAN收发器就能够方便地挂接到CAN总线上，从软件规划上来讲，因为F2812强壮的寄存器功用，也能够很简单地完成CAN模块的初始化以及信息的发送和接纳。
智能节点的编程选用C言语与汇编言语相结合的方法，选用结构化程序规划方案，可读可移植性好。流程如图3所示。程序规划的要点在于CAN模块的初始化和中止程序的调用。
