过程分析仪器中CAN通信网络的构建

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现代流程工业的过程控制中,分析检测具有在线、多组分、实时检测的特点,对分析仪器在稳定、可靠、快速、准确等方面有着严格的要求。而广泛使用的工业色谱仪由于采用色谱分离原理,分析周期长达数分钟至数十分钟,难以实现过程的直接质量控制。过程拉曼光谱仪和激光调制光谱仪等新技术在一定程度上可实现多组分实时分析的要求,但目前价格昂贵,关键技术尚在研究阶段,难以普及。利用技术成熟的单检测器单组分过程分析仪器,通过分析传感器组合技术和嵌入式计算机技术,实现多组分实时检测和建立简便快捷的分析仪器通信网络系统已成为近期国内外分析仪器研发的热点之一。   课题目标是改进原有平台的性能,并通过网络化技术构建多台过程分析仪器间的网络结构。论文内容主要包括以下两个部分:   首先,论文介绍了以TMS320F2812为处理器的多组分气体分析平台的硬件结构,设计了满足分析仪器功能的系统软件,实现了包括人机界面、A/D转换、数据处理、重要参数存储及数据传输等功能模块的程序编写和调试,为分析平台的产品化打下基础。同时,对CCS2.2中提供的高级开发工具.DSP/BIOS进行了初步研究。基于TMS320F2812的气体分析平台提高了系统的实时性、可靠性,降低了仪器成本,使产品有更为广阔的升级空间,而且增强了分析仪器的通信功能,为分析仪器的网络化打下基础。   其次,论文构建了分析仪器基于CAN总线的网络系统。在实验环境下实现了包括PC机和两台组合式分析仪器的CAN网络,制定了适用的CAN应用层协议,编写了各个节点的通信程序,最终得到比较理想的实验结果。该CAN总线网络可以满足多组分分析仪器在分析周期、仪器成本等方面的要求,实现了多个分析仪器之间信息的相互传输和多路待测气体在多台分析仪器中的信号同步。分析仪器的网络化减少了分析仪器对DCS端口的占用,同时也是实现流程工业直接质量控制的一个途径,具有重要的现实意义。
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