專利名稱：鋁電解槽控系統(tǒng)can總線通訊檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及--種檢測裝置，具體地說是涉及一種可有效判斷鋁電解槽 控系統(tǒng)CAN總線通訊故障點(diǎn)的鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用智能模糊控制技術(shù)的鋁電解控制系統(tǒng)主要由工控機(jī)和基于現(xiàn)場 總線的網(wǎng)絡(luò)式(全分布式)智能槽控機(jī)組成，該系統(tǒng)采用的是目前最先進(jìn)的一 種現(xiàn)場總線一一CAN總線。CAN總線(控制器局部網(wǎng))是一種有效支持分布式控 制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，是工控機(jī)與槽控機(jī)之間數(shù)據(jù)、信息交換的載體， 是實(shí)現(xiàn)智能模糊控制的通道。CAN總線通訊一旦中斷，工控機(jī)對槽控機(jī)現(xiàn)場數(shù) 據(jù)及控制信息的收集、整理、顯示，相關(guān)生產(chǎn)報(bào)表的制作整理，槽控機(jī)故障信 息的統(tǒng)計(jì)分析，現(xiàn)場槽控機(jī)各種參數(shù)的修改等都不能正常進(jìn)行，嚴(yán)重影響電解 生產(chǎn)的過程控制。實(shí)踐表明，CAN總線系列通訊由于設(shè)備節(jié)點(diǎn)較多、通訊距離 相對較長、線路阻抗隨溫度變化影響較大，因此故障率相對較高。由于通訊故 障缺乏必要的檢測手段，故障判斷和處理難度較大，嚴(yán)重時將造成槽控機(jī)內(nèi)外 CAN通訊長時間中斷，致使電解槽脫離正常的自動控制和監(jiān)控環(huán)境，直接影響 電解生產(chǎn)、技術(shù)指標(biāo)的完成和效率的提高。應(yīng)用于維修鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總 線系列通訊故障的檢測儀還未見記載。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能 夠彌補(bǔ)槽控機(jī)設(shè)備維修手段上的不足，為維修鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線系列通 訊故障提供一種方便、快捷、準(zhǔn)確的鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀。
本實(shí)用新型鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型一種鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀包括微控制器、CAN
控制器、CAN總線收發(fā)器、槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)、撥碼開關(guān)、 排阻、二極管、復(fù)位按鈕、接線端子，所述的CAN控制器的數(shù)據(jù)接收端口和發(fā) 送端口23、 24、 25、 26、 27、 28、 1、 2腳通過8根數(shù)據(jù)線D0—D7與微控制器 的36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43腳連接；所述的槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè) 置撥碼開關(guān)的輸出端l一9和槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)輸出端l一9 經(jīng)二極管通過8根數(shù)據(jù)線P10—P17與微控制器的2—9腳連接，所述的槽控機(jī) 槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)的輸入端與微控制器的25腳即P21連接，所述的 槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)的輸入端與微控制器的26腳即P22連接； 微控制器的輸出端11腳與發(fā)光二極管反向器的輸入端連接，發(fā)光二極管反向器 的輸出端與發(fā)光二極管連接；CAN控制器的22腳與CAN總線收發(fā)器的3腳連 接，CAN控制器通過串行數(shù)據(jù)輸出線TXO即13腳與CAN總線收發(fā)器的TXD 即1腳連接，CAN控制器串行數(shù)據(jù)輸入線RXO即19腳與CAN總線收發(fā)器的 RXD即4腳連接；CAN總線收發(fā)器的6、 7腳與即CANL和CANH與總線電纜 的相應(yīng)端子相連。
本實(shí)用新型鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下 有益效果:本實(shí)用新型鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀設(shè)計(jì)有抗干擾電路， 能夠適合于鋁電解高溫、強(qiáng)磁場、粉塵濃度大的惡劣環(huán)境；本檢測儀的槽號 設(shè)置電路可以實(shí)現(xiàn)一次檢測一臺或多臺，最多不超過16臺槽控機(jī)的通訊狀態(tài)檢 測；本檢測儀的微控制器自身攜帶的flash存貯器給通訊檢測程序的改寫和升級 提供了方便。將CAN總線通訊檢測程序代碼寫入微控制器的存貯器中，該程序 通過判斷CAN控制器、CAN總線收發(fā)器的通訊狀態(tài)并確定CAN總線通訊正常 后，從微控制器的P3.0( RXD)即11腳輸出一個頻率為2HZ的脈沖信號，該信號經(jīng)反向器6即U4反向后驅(qū)動發(fā)光二極管8即D1，使之閃爍發(fā)光。若通訊異 常，則發(fā)光二極管不發(fā)光。由此，達(dá)到快速檢測的H的。本實(shí)用新型鋁電解槽 控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀體積小、攜帶方便、靈敏度高、實(shí)用性強(qiáng)、制作成 本低、便于維修。本檢測儀不但適用于YFC-99型鋁電解智能模糊控制機(jī)，也可 適用于所有以CAN總線為通訊方式的任何控制系統(tǒng)。


本實(shí)用新型鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀有如下附圖 圖1為本實(shí)用新型鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀原理示意圖。 其中1、微控制器；2、 QW控制器；3、 CAN總線收發(fā)器；4、槽控機(jī)槽號 檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)；5、槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)；6、發(fā)光 二極管反向器；7、復(fù)位按鈕反向器；8、發(fā)光二極管；9、 二極管；10、排阻； 11、復(fù)位按鈕；12、接線端子。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀 技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。如圖1所示，本實(shí)用新型一種鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀包括微 控制器1、 CAN控制器2、 CAN總線收發(fā)器3、槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè)置撥 碼開關(guān)4、槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)5、發(fā)光二極管反向器6、復(fù)位 按鈕反向器7、發(fā)光二極管8、 二極管9、排阻IO、復(fù)位按鈕ll、接線端子12， 所述的CAN控制器2的數(shù)據(jù)接收端口和發(fā)送端口23、 24、 25、 26、 27、 28、 1、 2腳通過8根數(shù)據(jù)線D0—D7與微控制器1的36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43腳連接；所述的槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)4的輸出端l一9和槽控 機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)5輸出端l一9經(jīng)二極管9通過8根數(shù)據(jù)線P10一P17與微控制器1的2—9腳連接，所述的槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開 關(guān)4的輸入端與微控制器1的25腳即P21連接，所述的槽控機(jī)槽號檢測終止號 設(shè)置撥碼開關(guān)5的輸入端與微控制器1的26腳即P22連接；微控制器1的輸出 端11腳與發(fā)光二極管反向器6的輸入端連接，發(fā)光二極管反向器6的輸出端與 發(fā)光二極管8連接；CAN控制器2的22腳與CAN總線收發(fā)器3的3腳連接， CAN控制器2通過串行數(shù)據(jù)輸出線TX0即13腳與CAN總線收發(fā)器3的TXD 即1腳連接，CAN控制器2串行數(shù)據(jù)輸入線RXO即19腳與CAN總線收發(fā)器3 的RXD即4腳連接；CAN總線收發(fā)器3的6、7腳與即CANL和CANH與CAN 總線電纜相應(yīng)端子相連。所述的微控制器1為SST89C54;所述的CAN控制器2為協(xié)議控制器 SJA1000;所述的CAN總線收發(fā)器3為PCA82C250具有差動發(fā)送和接收功能； 所述的鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀的CAN控制器2具有將向CAN總 線發(fā)送的數(shù)據(jù)由并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的串并行轉(zhuǎn)換功能。所述的槽控機(jī)槽號設(shè)置電路每隔16個槽號設(shè)置為一個檢測區(qū)間，槽控機(jī)槽 號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)4設(shè)g檢測起始號，槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥 碼開關(guān)5設(shè)置檢測終止號，最大設(shè)置槽號為65號。所述的復(fù)位按鈕11輸出端分別與微控制器1的10腳RST和復(fù)位按鈕反向 器7的輸入端連接，復(fù)位按鈕反向器7的輸出端與CAN控制器2的17腳RST 連接;所述的接線端子12的1腳VCC端子分別與復(fù)位按鈕11電容輸入端VCC、 發(fā)光二極管8的輸出端VCC、 CAN控制器2的11、 12、 18腳VCC連接，接線 端子12的2腳VSS端子分別與復(fù)位按鈕11電阻R5輸出端VSS、微控制器1 的20、 21腳電容輸出端VSS、 CAN控制器2的8、 15、 21腳VSS、 CAN總線 收發(fā)器3的2腳電阻R2輸出端VSS連接；所述的接線端子12的5腳CANH與CAN總線收發(fā)器3輸入端7腳CANH連接，接線端子12的6腳CANL與CAN 總線收發(fā)器3輸入端6腳CANL連接。 實(shí)施例1。微控制器1型號為SST89C54，圖1所示的Ul，它是CAN總線通訊狀態(tài)檢 測儀實(shí)現(xiàn)檢測功能的核J ll、器件。CAN控制器2型號為SJAIOOO，圖1所示的U2，與微控制器SST89C54 和CAN總線收發(fā)器3即PCA82C250共同組成了 CAN通訊網(wǎng)絡(luò)，CAN總線通 訊協(xié)議存放在此芯片中。通過CAN控制器2可實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的串并行轉(zhuǎn) 換，即將向CAN總線發(fā)送的數(shù)據(jù)由并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)；把從CAN總線 接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)接收端口和發(fā)送端口分別為RXO和 TXO，通過8根數(shù)據(jù)線(D0~~D7)與SST89C54相連。CAN總線收發(fā)器型號為PCA82C250，圖1所示的U3。 CAN總線收發(fā)器3即 PCA82C250的協(xié)議控制器2即SJA1 OOO通過串行數(shù)據(jù)輸出線TXO和串行數(shù)據(jù)輸 入線RXO連接到收發(fā)器，收發(fā)器具有差動發(fā)送和接收功能，由其產(chǎn)生的的兩個 總線信號CANH禾nCANL連接到CAN總線電纜。協(xié)議控制器2輸出一個串行的 發(fā)送數(shù)據(jù)流到收發(fā)器的TXD，引腳內(nèi)部的上拉功能將TXD輸入設(shè)置成邏輯高電 平，也就是說，總線輸出驅(qū)動器默認(rèn)是被動的。在隱性狀態(tài)中CANH和CANL輸 入通過典型內(nèi)部阻抗是17kQ的接收器輸入網(wǎng)絡(luò)，偏置到2.5V的額定電壓。另 外，如果TXD是邏輯低電平，總線的輸出級將被激活，在總線電纜上產(chǎn)生一個 顯性的信號電平。輸出驅(qū)動器由一個源輸出級和一個下拉輸出級組成，CANH連 接到源輸出級，CANL連接到下拉輸出級。在顯性狀態(tài)中，CAN—H的額定電 壓是3.5V ， CAN—L是1.5V。CAN通訊狀態(tài)檢測機(jī)理將CAN總線通訊檢測程序代碼寫入微控制器1即Ul的ROM存貯器中， 該程序通過判斷U2、 U3的通訊狀態(tài)并確定CAN總線通訊正常后，從Ul的 P3.0(RXD)輸出一個頻率為2HZ的脈沖信號，該信號經(jīng)反向器U4反向后驅(qū)動 發(fā)光二極管D1，使之閃爍發(fā)光。若通訊異常，則發(fā)光二極管不發(fā)光。由此，達(dá) 到快速檢測的目的。為了便于一次檢測單臺或多臺槽控機(jī)的通訊狀態(tài)，根據(jù)檢測程序的要求靈 活設(shè)置槽控機(jī)的槽號，專門設(shè)計(jì)了槽控機(jī)槽號設(shè)置電路該電路主要由撥碼開 關(guān)、排阻和二極管組成。每隔16個槽號設(shè)置為一個檢測區(qū)間，槽控機(jī)槽號檢測 起始號設(shè)置撥碼開關(guān)4即START設(shè)置檢測起始號，槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置 撥碼開關(guān)5即END設(shè)置檢測終止號，最大設(shè)置槽號為65# 。該檢測儀的檢測功能由軟件結(jié)合硬件的方法共同實(shí)現(xiàn)。通過軟件編程，讀 取一定區(qū)間內(nèi)選定槽控機(jī)的槽號，并對其CAN總線通訊狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)檢測，在 通訊正常時輸出頻率為2Hz的脈沖信號，用該信號驅(qū)動CAN總線通訊狀態(tài)指 示電路，根據(jù)指示燈即發(fā)光二極管8的亮和滅來判斷被檢測槽控機(jī)CAN總線通 訊的正常與否，最終達(dá)到快速檢測、及時維修的目的。
權(quán)利要求1、一種鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀，包括微控制器(1)、CAN控制器(2)、CAN總線收發(fā)器(3)、槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)(4)、槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)(5)、發(fā)光二極管反向器(6)、復(fù)位按鈕反向器(7)、發(fā)光二極管(8)、二極管(9)、排阻(10)、復(fù)位按鈕(11)、接線端子(12)，其特征在于所述的CAN控制器(2)的數(shù)據(jù)接收端口和發(fā)送端口23、24、25、26、27、28、1、2腳通過8根數(shù)據(jù)線D0-D7與微控制器(1)的36、37、38、39、40、41、42、43腳連接；所述的槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)(4)的輸出端1-9和槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)(5)輸出端1-9經(jīng)二極管(9)通過8根數(shù)據(jù)線P10-P17與微控制器(1)的2-9腳連接，所述的槽控機(jī)槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)(4)的輸入端與微控制器(1)的25腳即P21連接，所述的槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)(5)的輸入端與微控制器(1)的26腳即P22連接；微控制器(1)的輸出端11腳與發(fā)光二極管反向器(6)的輸入端連接，發(fā)光二極管反向器(6)的輸出端與發(fā)光二極管(8)連接；CAN控制器(2)的22腳與CAN總線收發(fā)器(3)的3腳連接，CAN控制器(2)通過串行數(shù)據(jù)輸出線TX0即13腳與CAN總線收發(fā)器(3)的TXD即1腳連接，CAN控制器(2)串行數(shù)據(jù)輸入線RX0即19腳與CAN總線收發(fā)器(3)的RXD即4腳連接；CAN總線收發(fā)器U3的6、7腳即CANL和CANH連接到CAN總線電纜。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀，其特征在 于所述的微控制器(1)為SSTS9C54;所述的CAN控制器(2)為協(xié)議控制 器SJA1000;所述的CAN總線收發(fā)器(3)為PCA82C250;所述的總線終端CANL 和CANH具有差動發(fā)送和接收功能；所述的鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢 測儀的CAN控制器(2)具有將向CAN總線發(fā)送的數(shù)據(jù)由并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的串并行轉(zhuǎn)換功能。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀，其特征 在于所述的槽控機(jī)槽號設(shè)置電路每隔16個槽號設(shè)置為一個檢測區(qū)間，槽控機(jī) 槽號檢測起始號設(shè)置撥碼開關(guān)(4)設(shè)置檢測起始號，槽控機(jī)槽號檢測終止號設(shè)置撥碼開關(guān)(5)設(shè)置檢測終止號，最大設(shè)置槽號為65號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀，其特征 在于所述的復(fù)位按鈕(11)輸出端分別與微控制器(1)的10腳RST和復(fù)位 按鈕反向器(7)的輸入端連接，復(fù)位按鈕反向器(7)的輸出端與CAN控制器(2)的17腳RST連接；所述的接線端子(12)的1腳VCC端子分別與復(fù)位按 鈕(11)電容輸入端VCC、發(fā)光二極管(8)的輸出端VCC、 CAN控制器(2) 的ll、 12、 18腳VCC連接，接線端子(12)的2腳VSS端子分別與復(fù)位按鈕(11)電阻R5輸出端VSS、微控制器(1)的20、 21腳電容輸出端VSS、 CAN 控制器(2)的8、 15、 21腳VSS、 CAN總線收發(fā)器(3)的2腳電阻R2輸出 端VSS連接；所述的接線端子(12)的5腳CANH與CAN總線收發(fā)器(3)輸 入端7腳CANH連接，接線端子(12)的6腳CANL與CAN總線收發(fā)器(3) 輸入端6腳CANL連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種檢測裝置，具體地說是涉及一種可有效判斷鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊故障點(diǎn)的鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀。本實(shí)用新型所述的CAN控制器的數(shù)據(jù)接收端口和發(fā)送端口通過8根數(shù)據(jù)線D0-D7與微控制器連接；微控制器的輸出端與反向器的輸入端連接，反向器的輸出端與發(fā)光二極管連接。本實(shí)用新型鋁電解槽控系統(tǒng)CAN總線通訊檢測儀體積小、攜帶方便、靈敏度高、實(shí)用性強(qiáng)、制作成本低、便于維修。本檢測儀不但適用于YFC-99型鋁電解智能模糊控制機(jī)，也可適用于所有以CAN總線為通訊方式的任何控制系統(tǒng)。
文檔編號G05B23/02GK201107654SQ20072008131
公開日2008年8月27日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者何建濤, 星占雄, 李建軍, 王英敏, 石建忠, 蔡有萍, 霞 趙, 剛 郭 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司