基于CAN总线的分布式IO智能控制系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种基于CAN总线的分布式IO智能控制系统，所述的系统由上位机、智能IO主控装置、智能IO分控装置、防火防尘装置等组成。上位机主要完成对设备的命令发送以及系统运行参数的显示、报警；智能IO主控装置接收上位机的操作指令，通过CANBUS总线传输智能IO主控装置的逻辑命令，各智能IO分控装置运行控制子程序完成对除尘防火阀门的控制和联动保护。另外，各智能IO分控装置在网络故障的情况下，可以独立对所控制的除尘防火阀门进行自动控制，具有极高的运行可靠性。该基于CAN总线的分布式IO智能控制系统采用基于CAN总线的分布式IO控制，控制过程灵活方便，可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于CAN总线的分布式IO智能控制系统。
技术介绍
在大型储煤场燃料露天堆放和运输过程中，会产生大量的粉 尘飘散在空中，造成环境污染，严重影响周边人们的身心健康，甚至影响周边设备的正常运转。同时，大量的煤扬尘、自燃也造成大量的能源损耗。为加强煤场区域内的管理工作，需要对煤场建立自动的防尘防火控制系统。以往针对煤场防尘防火控制采用的人工操作或集中统一操作都带来很多缺陷，采用人工操作方式，煤场操作工作人员需要绕着储煤场转一圈，耗时较长；采用集中统一操作方式，需要将每个阀门的线缆单独接入主控制站，存在现场施工布线复杂、线缆铺设费用高，控制模式单一，通讯故障断开后不能继续工作等一系列问题。因此，有必要设计一种新型的智能控制系统。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于CAN总线的分布式IO智能控制系统，该基于CAN总线的分布式IO智能控制系统采用基于CAN总线的分布式IO控制，控制过程灵活方便，可靠性高。技术的技术解决方案如下一种基于CAN总线的分布式IO智能控制系统，包括上位机、智能IO主控装置、智能IO分控装置和防火防尘装置；智能IO分控装置和防火防尘装置均为多个；上位机与智能IO主控装置通过串口连接；多个智能IO分控装置均通过CAN总线与智能IO主控装置通信连接；多个智能IO分控装置与多个防火防尘装置一一对应连接；防火防尘装置中设有电磁阀和用于对煤场喷水的防尘喷枪；电磁阀受控于智能IO分控装置，电磁阀驱动防尘喷枪动作。智能IO主控装置与各智能IO分控装置均接在同一环形供电回路上。基于CAN总线的分布式IO智能控制系统所对应的控制方法为智能IO主控装置实现上位机与智能IO分控装置之间的信息交互一方面接收从上位机发出的用于启动喷水或停止喷水的喷水指令，通过CAN通信将喷水指令转发给智能IO分控装置，控制位于现场的防火防尘装置中喷枪的启停；另一方面通过CAN通信接收并返回每个智能IO分控装置发出的自检和状态信息给上位机；对于每一个智能IO分控装置，与智能IO主控装置通信正常时，按照上位机的指令控制防火防尘装置执行喷水操作；与智能IO主控装置通信中断后，智能IO分控装置作为一个独立的控制器执行定时喷水操作；此时，智能IO分控装置为一个独立的控制系统，如通过响应定时中断执行喷水操作各防火防尘装置两两一组成对控制，每一组的2个防火防尘装置分设在煤场的两侧；多组防火防尘装置沿着煤场的延伸方向依次顺序放置；智能IO主控装置控制各智能IO分控装置的过程如下当上位机设定的启动时间到达时，智能IO主控装置通过CAN总线控制第一组防火防尘装置的防火阀开启以实施喷水；τ (喷淋时间T可以任意设定I分钟至24小时)时间后关闭第一组防火防尘装置的防火阀；再启动下一组防火防尘装置喷水T时间，最后一组防火防尘装置完成T时间喷水动作后，再从第一组防火防尘装置开始进入下一轮喷水循环；直到实际的循环次数达到上位机设定的停机次数时，智能IO主控装置控制所有防火防尘装置停止喷水。智能IO主控装置还执行以下通信检测过程智能IO主控装置每次收到一条完整通信报文时通信标志位状态发生变化，从‘0’ 变为‘1’，或者从‘I’为‘0’，每次通信标志位的变化都会使通信状态计数存储器计数加I ;并使得状态清零标志位置‘I’ ；通信状态检测定时器的定时时间为5秒，5秒循环计时，在定时器溢出时判断通信是否正常；当通信状态检测定时器计时到5秒时，且检测到通信状态计数存储器计数大于O时，表明此时通信正常，并清除状态清零标志位，即使状态清零标志位为‘0’，同时通信状态计数存储器计数清零；当通信状态计数存储器从O开始计数时，通信故障检测定时器开始计时，时间为5秒；在5秒钟内当通信状态计数存储器计数大于0，则对通信故障检测定时器进行复位；在5秒钟内当通信状态计数存储器计数一直为0，表明存在通信故障，同时智能IO主控装置通过RS232串口总线向上位机报警；在通信故障解除恢复正常后，又重新开始通信检测过程。有益效果本技术提出了一种基于CAN总线的分布式IO智能控制系统，所述的系统由上位机、智能IO主控装置、智能IO分控装置、防火防尘装置等组成。上位机主要完成对设备的命令发送以及系统运行参数的显示、报警；智能IO主控装置接收上位机的操作指令，通过CANBUS总线传输智能IO主控装置的逻辑命令，各智能IO分控装置运行控制子程序完成对电磁阀的控制和联动保护。另外，各智能IO分控装置在网络故障的情况下，可以独立对所控制的电磁阀进行自动控制，具有极高的运行可靠性。与现有技术相比，本技术的优点就在于I、在通信故障中断的情况下，分布在各处的智能IO分控装置能够自行启动定时程序，自动运行中断控制程序，定时进行防尘喷枪的控制。或者可以采取现场手动操作。2、CAN与分布IO智能控制系统仅通过两根CAN通信线将数据和控制信息传输给多台分控装置，能使系统电缆敷设便捷简单，大大降低系统线缆成本和维护成本。3、智能IO分控制装置通过CAN通信返回就地控制信息，当阀门或喷枪不能正常工作时，智能IO分控装置的数字量输入点就会处于常开状态，通过CAN通信传送到智能IO主控装置，然后主控再将该故障防尘喷枪的信息发送到上位机显示其编号和位置。附图说明图I为基于CAN总线的分布式IO智能控制系统的总体结构框图；图2为智能IO分控装置煤场电气控制图；图2中‘DI’表示喷淋阀动作状态，‘0’表示关，‘I’表示开，‘D0+’表示喷淋阀驱动电源正输入端，‘D0-，表示喷淋阀驱动电源负输入端’。图3为智能IO分控装置与智能IO主控装置环形供电示意图。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明实施例I :如图I所示，上位机系统和智能IO主控装置之间采用RS485 (M0DBUS规约)方式通信，智能IO主控装置与智能IO分控装置之间采用CANBUS总线方式通信。所有的数据显示和操作都可以在上位机上完成，并且还有报警，历史趋势和报表功能，给操作人员提供最完备的使用环境。I、控制系统该控制系统由智能IO主控装置、智能IO分控装置两大部分组成。智能IO主控装置每个煤场设置一个，主要任务在于完成上位机与智能IO分控装置之间的信息交换和衔接功能。其一方面接收从上位机发出的启动喷水指令，通过CAN通信转发给智能IO分控装置，控制现电磁阀的启停；另一方面通过CAN通信接收并返回每个智能IO分控装置报来的自检和状态信息，以在上位机上进行显示。智能IO分控装置该装置直接安装于现场电磁阀旁，其一方面通过CAN通信接收智能IO主控装置发出的电磁阀启停指令，另一方面把自身的工作状态反馈给主控装置。当通信失效中断后，智能IO分控装置还可以作为一个独立的控制器来定时自动控制防尘电磁。系统电源采用AC220V环形供电，如图3所示，当切断任何一个点的电源故障不影响整个供电系统。电磁阀控制电源也是AC220V，智能IO分控装置内部有一个开关控制电源控制装置供电和控制现场电磁阀供电，这样可以做到当智能IO分控装置失电时外部电磁阀也失电,而且方便调试。2、控制方式该控制系统的控制方式分为上位机组合控制方式和通信中断后自动控制方式两种。2. I上位机组合控制方式系统的控制通过智能IO主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CAN总线的分布式IO智能控制系统，其特征在于，包括上位机、智能IO主控装置、智能IO分控装置和防火防尘装置；智能IO分控装置和防火防尘装置均为多个；上位机与智能IO主控装置通过串口连接；多个智能IO分控装置均通过CAN总线与智能IO主控装置通信连接；多个智能IO分控装置与多个防火防尘装置一一对应连接；防火防尘装置中设有电磁阀和用于对煤场喷水的防尘喷枪；电磁阀受控于智能IO分控装置，电磁阀驱动防尘喷枪动作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴侃，陆坚，李仲，邓君，王建新，
申请(专利权)人：湖南先步信息股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：