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    摘　要:提出了基于CAN總線技術(shù)的食品包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，給出了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)闡述了CAN節(jié)點(diǎn)控制器的硬、軟件設(shè)計(jì)方法。結(jié)果證明：該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、易于調(diào)整，提高了生產(chǎn)管理水平和工作效率，為企業(yè)生產(chǎn)和管理人員廈時(shí)了解遠(yuǎn)程生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況提供了可能。    關(guān)鍵詞:CAN總線 包裝生產(chǎn)線 控制系統(tǒng)    現(xiàn)場總線作為當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被稱為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。現(xiàn)場總線技術(shù)自從20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)以來，引起了國內(nèi)外專家、學(xué)者的廣泛注意和高度重視。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著自動(dòng)化系統(tǒng)，步入一個(gè)真正意義上的全新的開放式自動(dòng)化控制系統(tǒng)的新時(shí)代，它帶來的是自動(dòng)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上根本性的變革。在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中。CAN總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用范圍遍及高速網(wǎng)絡(luò)到低成本的多線網(wǎng)絡(luò)。它的應(yīng)用越來越廣泛，它不僅應(yīng)用于汽車工業(yè)，而向過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織工業(yè)、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。它是～種很有應(yīng)用前景的現(xiàn)場總線之～ ，是一個(gè)全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面向整個(gè)生產(chǎn)過程的過程控制系統(tǒng)。而且國內(nèi)外的大量資料表明，CAN總線已成為現(xiàn)場總線領(lǐng)域很有發(fā)展前途的一種通信技術(shù)，基于CAN總線的測控網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在多種工控領(lǐng)域取得廣泛成功的應(yīng)用 。     某食品包裝廠過去一直采用單機(jī)、單條生產(chǎn)線運(yùn)行，數(shù)量、設(shè)備狀態(tài)和停機(jī)等信息無法統(tǒng)一集中管理，對(duì)全廠的生產(chǎn)決策無法進(jìn)行，效率低、速度慢。利用總線技術(shù)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化改造之后，采用多機(jī)、多條生產(chǎn)線運(yùn)行，對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一集中管理，取得了良好效果。1 食品包裝工藝流程    文中僅以水果包裝為例，說明CAN總線技術(shù)在包裝行業(yè)上的應(yīng)用。隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品的消費(fèi)觀念已由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變。不僅要求口味純正，而且要求形靚物美。因此，一些包裝精美、外觀奇特、品質(zhì)優(yōu)良的農(nóng)副產(chǎn)品越來越受到市場的寵愛。而那些包裝簡陋、檔次低的農(nóng)產(chǎn)品則少人問津。在這一市場消費(fèi)趨勢(shì)下，我國的廣大農(nóng)民漸漸意識(shí)到包裝的價(jià)值，一些水果產(chǎn)銷商在大力選擇培育優(yōu)質(zhì)品種的同時(shí)，開始在水果包裝上大做文章，從而在一定程度上提高了國產(chǎn)水果檔次，促進(jìn)了產(chǎn)品銷售。但是，隨著果品資源的日益豐富和消費(fèi)需求的不斷變化，進(jìn)一步改進(jìn)水果包裝勢(shì)在必行。柑桔、橙、蘋果等球狀水果通過洗滌、分選、打蠟、保鮮、烘干、貼標(biāo)、包裝，可以大大提高其銷售價(jià)格。而在收獲旺季這一系列工序靠人工很難在短時(shí)間里完成。而且人工記數(shù)，包括單機(jī)和總量，不便于集中管理，信息反饋滯后。準(zhǔn)確性差。因此國內(nèi)外在這方面進(jìn)行了大量研究，針對(duì)這種情況采用總線技術(shù)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行統(tǒng)一記數(shù)統(tǒng)計(jì)，同時(shí)下位機(jī)對(duì)包裝機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測?？梢蕴岣吖芾硭胶凸ぷ餍?。文中將CAN技術(shù)應(yīng)用于食品包裝生產(chǎn)線上，設(shè)計(jì)出能適應(yīng)中小型控制領(lǐng)域的一種CAN總線控制系統(tǒng)，并著重介紹了CAN節(jié)點(diǎn)控制器的設(shè)計(jì)過程。2 CAN總線控制系    食品包裝技術(shù)和包裝生產(chǎn)線作為食品技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，使用精確、自動(dòng)的控制系統(tǒng)則能減少成本、增加產(chǎn)量及提高包裝質(zhì)量，并且便于管理。分布式控制系統(tǒng)正是針對(duì)這一情況研制的，系統(tǒng)由現(xiàn)場控制器(下位機(jī))、監(jiān)控計(jì)算機(jī)(上位機(jī))和CAN總線3部分構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)見圖1。其中，現(xiàn)場控制器是面向生產(chǎn)過程的，主要功能是采集控制現(xiàn)場的工藝參數(shù)，如水果、蔬菜、鮮肉及半成品食品的裝盒、稱重、貼標(biāo)及記數(shù)，以至最后出廠銷售。過去，這一切都由人工記數(shù)，手工操作，不便于集中管理，采用總線技術(shù)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行統(tǒng)一記數(shù)統(tǒng)計(jì)、管理，提高了工作效率。     系統(tǒng)總共分2層，完成數(shù)據(jù)采集、記數(shù)及故障診斷等功能。及時(shí)對(duì)裝盒、稱量、貼標(biāo)各參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，各參數(shù)的監(jiān)測將通過傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過各變送器輸入到A／D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，考慮到可靠性、性價(jià)比等因素，下位機(jī)CPU采用MCS一51系列單片機(jī)。上位機(jī)由1臺(tái)Pc機(jī)構(gòu)成，另有1臺(tái)工控機(jī)作為備用機(jī)，一旦某一臺(tái)發(fā)生故障，另一臺(tái)立即啟動(dòng)，確保控制系統(tǒng)的可靠性，Pc監(jiān)控機(jī)的功能是對(duì)各下位機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)獲得各個(gè)下位機(jī)的數(shù)據(jù)；以友好的界面直觀指示當(dāng)前各包裝機(jī)運(yùn)行階段和運(yùn)行參數(shù)；若監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)生異常，立刻收到故障信號(hào)，馬上發(fā)出聲光報(bào)警，CAN總線部分主要由接口電路(包括CAN總線控制器，CAN總線收發(fā)驅(qū)動(dòng)器等)、雙絞線通信介質(zhì)、監(jiān)控機(jī)網(wǎng)卡(CAN總線適配卡)及相應(yīng)的通信軟件構(gòu)成口]。    上位機(jī)的主要功能是對(duì)下位機(jī)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；通過總線實(shí)時(shí)獲取下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)；各個(gè)對(duì)象特殊事件的記錄；監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、異常報(bào)警，及報(bào)表輸出等功能。總線適配器將總線與上位機(jī)聯(lián)系起來，完成數(shù)據(jù)及命令的傳送。下位機(jī)完成各自對(duì)象的參數(shù)檢測和控制，及向上位機(jī)發(fā)送必要的數(shù)據(jù) o