基于CAN總線的智能儀表的研究.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度、流量、轉(zhuǎn)速都是常用的主要被控參數(shù)。由于控制機理不同，相應的控制儀表也相差很大。近年來，隨著電子技術的發(fā)展，數(shù)字控制器逐漸取代模擬控制器，將單片機應用到工業(yè)儀表中的現(xiàn)象越來越普遍，通過對單片機編程，可輕松實現(xiàn)各種復雜控制算法，并達到良好的效果。傳統(tǒng)的控制算法往往采用PID控制，PID控制以其控制結構簡單，參數(shù)容易調(diào)整而得到廣泛應用，但對于大滯后、非線性被控對象，其動態(tài)響應往往得不到滿足。近年來，各種智能算法層出不窮，將

2、這些智能算法加入到控制器中可實現(xiàn)對對象的良好控制。傳統(tǒng)儀表往往獨立使用，檢測控制沒有形成系統(tǒng)，隨著現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，將工業(yè)儀表網(wǎng)絡化、節(jié)點智能化是一種趨勢。 針對上述狀況，本課題提出的基于CAN總線的智能儀表，通過由單片機構成的控制器，結合不同的外圍硬件電路，采用智能控制算法，分別實現(xiàn)對溫度、流量、轉(zhuǎn)速的智能控制，并對各種智能算法的效果進行了仿真與比較，通過現(xiàn)場總線CAN，將儀表連接起來，結合上位機，形成儀表網(wǎng)絡，可在控制室中

3、觀察到現(xiàn)場儀表狀況。 本文在分析現(xiàn)有總線的協(xié)議、穩(wěn)定性以及通用性等方面的基礎上，提出了基于CAN總線的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用上位機和基于CAN總線的智能儀表來構建。采用CAN總線網(wǎng)絡通信模塊SJA1000實現(xiàn)監(jiān)控主站與底層智能儀表的連接，而儀表作為從站放置在現(xiàn)場?；贑AN總線的控制儀表采用89C51單片機及SJA1000網(wǎng)絡專用協(xié)議芯片設計，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、顯示、鍵盤輸入以及越限報警等功能，并且設計了CAN總線接口，能方便的將儀

4、表接入現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。 對于不同的控制對象，在詳細分析其控制特性后，設計出有不同傳感器、執(zhí)行機構組成的硬件模塊，與單片機相結合，組成不同的控制方案，可以很好地實現(xiàn)對溫度、流速、轉(zhuǎn)速的控制。 控制算法方面，在研究PID控制方法的基礎上，研究了PID參數(shù)的自整定，在結合二維模糊控制器和自適應PID控制器兩者的優(yōu)點基礎上，提出模糊自適應PID控制的方法對控制算法進行了改進；對PID控制器、模糊自適應PID控制器分別進行了研究，并