（检测技术与自动化装置专业论文）总线式钻井测量系统监测软件的开发.pdf

北京化r 大学硕士学位论文 总线式钻井测量系统监测软件的开发 摘要 钻井工程有着悠久的历史，由于其工业状况的复杂性，造成了测 量系统的发展缓慢。总线技术应用于钻井参数测量提高了系统的抗干 扰能力和测量精度，促进了工业测控系统向分散化、网络化、智能化 的发展，为钻井测量系统的用户带来了更多实惠和方便。 本论文基于现场总线技术开发了钻井参数测量的监测软件，将 h a r t 、c a n 现场总线技术应用于钻井测量系统。软件前端采用v i s u a l b a s i c 语言作为开发工具，后端采用s q ls e r v e r 进行数据库管理，具 体包含初始化设置、工况状态判断、实时数据显示、历史数据查询、 图形化显示、h a r t c a n 接口管理和设备管理等功能模块，传感器 信号分别经过两个总线接口传输到上位机中，通过数据处理，完成了 参数的测量。通过模块的相互作用，在钻井监测平台上实现了测量计 算功能、显示功能、报警功能、安全控制功能、通讯功能和诊断维护 功能。 实验结果表明，该软件系统运行可靠，功能完备，具有较高的实 用性。对钻井测量系统有较好的参考价值，对基于现场总线的钻井监 控系统开发和应用具有一定意义。 关键词：现场总线，v b ，c a n ，h a r t ，监控系统 北京化工大学硕士学位论文 d e v e l o p m 匠n to fc o m m u n i c a t i o n s o f t r a r ef o raf i e l d b u sb a s e d 一0 n d r i l l i n gp a r a m e t e r sm e a s u r e m e n ts y s t e m a b s t r a c t t h ed r i l l i n gs y s t e mh a sal o n gh i s t o r yb e c a u s eo fm ec o m p l e x i t yo f i t si n d u s t r ys t a t e ，t h ed e v e l 叩m e n to fm e a s u r e m e n ts y s t e mi sv e r ys l o w t h e a p p l i c a t i o n o ff i e l d b u si n d r i l l i n g m e a s u r e m e n tw i l le n h a n c e a n t i - j a m m i n gc o m p e t e n c ea n dm e a s u r e m e n tp r e c i s i o n ，a i l dw i l lp r o m o t e t h e d e v e l o p m e n to fd r i l l i n g m e a s u r e m e ms y s t e mi nt h e a s p e c t o f d e c e n t r a l i z a t i o n ，n e t w o r ka l l di n t e l l 逛e n t i z e t h em o n i t o rs o f h v a r eb a s e do nf i e l d b u si sd e s i g n e df o rd r i l l i n g p a r a m e t e rm e a s u r e m e n ta n di t 印p l i e st 1 1 eh a r ta n dc a n b u st ot l l e d r i l l i n gs y s t e m t h es o r w a r eu s e st h el a i l g u a g eo fv i s u a lb a s i c 柚dm e s q ls e r v e ra st 1 1 em o d eo fd a t a b a s em a n a g e m e n t t h es o f h v a r eh a s s e v e r a lf u n c t i o nm o d u l e sw h i c ha r ei n i t i a l i z a t i o n ，d i s p l a yo fr e a l - t i m e d a t a ，h i s t o r yd a t aa n dp i c t u r e ，h a i u l c a nc o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c ea 1 1 d e q u i p m e n t sm a n a g e m e n t t h es i g n a lo fm es e n s o ri sp a s s e df r o m t l l e i n t e r f a c eo fh a r ta n dc a n ，t l l e nb ed e a l tw i mb yt h ec o m p u t e r ，a i l da t l a s tt h es o f h v a r eh a sr e a l i z e dp a r 踟e t e r s m e a s u r e m e n t ，c o m p u t a t i o n ， d i s p l a y ，a l a r m ，s a f ec o n 仃o l ，c o m m u n i c a t i o na n dm a i n t e n a n c e ，a c c o r d i n g l i 北京化工大学硕士学位论文 t ot h em o d u l e s t h er e s u l t so fe x p e r i m e n t ss t a t et h es o f t w a r er u n sc r e d i b i l i t ) ra n dh a s w e l lp r a c t i c a b i l i t y t h ea p p l i c a t i o no ft h es o f t w a r eh a sb e t t e rr e f e r e n c e v a l u ea n ds i g n i f i c a t i o nf o raf i e l d b u sb a s e d - o nd r i l l i n gp a r a m e t e r s m e a s u r e m e n ts y s t e m k e yw o r d s ：f i e l d b u s ，v b ，c a n ，h a r t , m o n i t o ra n dc o n t r o ls y s t e m 1 1 1 北京化工大学位论文原创性声明 小人郧最声i j j j ：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导f ， 独、，：进行 i j f 究l ：作所取得的成果。除文r l 已经沣明1 j j 的内容外，本 沦义小含任何他个人或集体已经发表或撰j ；过的 1 ；，铺成果。埘本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：盘奎日期：塑z ： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 保密论文滓释：本学位论文属于保密范闭，在上年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位沦文彳i 属于保密范闱，适j j j 本授 权书。 11 者签名： i 皇垒曰j ! | j ：皇竺：6 ： 剥扣签积：4 雌强瓤一巫堕一一 北京化工大学硕士学位论文 1 1 钻井监测系统的应用背景 第一章概述 资源、环境、人口是当今人类社会面临的三大问题。在跨入2 1 世纪后，人类 社会已面临严重的资源枯竭问题。据有关资料统计，全球己探明的石油、天然气 储量在2 0 2 0 年前将基本开采殆尽。显然，潜在油气资源的科学勘探和科学优化钻 井已成为人类社会持续发展急霰解决的问题q 1 1 1 钻井工程及其仪表技术发展概述 钻井工程有着悠久的历史，它的发展过程及技术特征基本可分为两个时期， 即顿钻时期和旋转钻井时期。而旋转钻井从概念的形成发展到今天的钻井水平， 从美国钻井工艺发展过程来看，其间可分为四个发展阶段，即概念形成阶段、缓 慢发展阶段、科学化阶段和自动化阶段【2 】。 钻井参数仪表是钻井工程监测钻井过程、进行科学分析和科学决策的重要工 具。安全钻井、优化钻井、平衡钻井等科学钻井和用户对钻井仪表需求的提高促 进了钻井仪表的发展；现代科学技术的发展，特别是电子技术、计算机技术、通 信技术的进步为钻井仪表的发展提供了技术支持。目前钻井参数仪表正在经历一 次重大革命，正在由过去的机械、液压仪表向数字化、集成化、智能化、网络化 和自动化方向发展p ”j 。 1 1 2 国内外钻井参数监测系统研究概述 有关钻井参数监测系统的研究开发，国外比较著名的是美国的马丁f m d t o t c o ) 公司、加拿大的d a t a l o g 公司和英国的瑞设( r i g s e r v ) 公司。美国v a r c o 公司m dt o t c o 分公司2 0 0 0 年最新研制的钻井集成控制信息系统，可测量显示 基本的钻井参数，该系统以w i n d o w sn t 为操作平台，可通过计算机局域网交换信 息，也可通过i n t e m e t j i n t r a n e t 进行钻井信息的远程通信，系统采用液晶触摸显示 屏【”。加拿大d a t a l o g 公司2 0 0 0 年最新研制的钻井监测系统w e l l w i z a r d ，该产品 除能测量显示2 0 0 个钻井参数外，还具有以下特点：以w i n d o w s n t 为操作平台， 采用客户服务器技术，可通过i n t e m e t 或m o d e m 进行远程实时监测和历史监测， 采用触摸屏，具有可自制的美观实用的用户界面，所有钻井数据可存贮，系统易 扩展、易安装【”。 国内主要有上海神开科技工程公司、徐水物探仪器厂、第三石油仪表厂和重 庆石油仪器厂等进行了钻井参数监测系统和仪表的开发。 北京化工大学硕士学位论文 第二章钻井监测软件的设计方案 2 1 钻井监测系统 根据基于现场总线的钻井般测系统的复杂性和强干扰性要求，该系统底层设 计为基于客户朋臣务器的模式，即c s 模式；而上层设计为浏览器月匣务器的模式， 即b s 模式【2 2 】吲。如图2 1 所示：根据系统设计方法对功能进行划分，现场总线 的钻井监测系统应该具有如下功能，即测量计算功能、显示功能、报警功能、安 全控制功能、配置校验功能、通讯功能和诊断维护功能等。根据功能要求，本软 件选取s u a lb 嬲i c 语言作为开发工具，后段采用s q ls e r v e r 进行数据库管理。 图2 1 多参数钻井监测系统结构图 监测系统的基本结构图如图2 1 所示，其中系统的部分主要技术指标如表2 1 所示 6 北京化工大学硕士学位论文 2 2 监测软件设计思想 钻井监测软件是针对上述系统设计开发的应用软件，在所要求的功能中，测 量计算功能在于实现大钩悬重与钻压、钻进速度和井深、转盘转速和扭矩、泵冲 次、排量和泵压、泥浆出口排量、泥浆池液位、游车位置和可燃气体浓度等的测 量和计算。显示功能则是对特定参数根据需要进行不同形式的显示。报警功能是 根据参数设定的上下限或者特定工况进行报警。安全控制功能表现在系统具有天 车防碰等控制功能。配置校验功能要求系统能够灵活配置系统的功能和参数。通 讯功能要求系统在底层具有h a r t 、c a n 标准现场总线的通讯功能，在上层符合 标准以太网通讯功能。诊断维护功能要求系统具有安全方便的故障诊断和系统维 护功能。 基于各项功能的要求，设计了系统监测软件。软件的工作原理为：参数信号 被传感器采集后，通过h a r t 通讯接口和c a n 通讯接口传送到p c 机上，同时收集 了设备的基本信息( 工位号，设备描述，生产日期等) 并存入设备管理数据库。 传输到计算机的参数数据通过直接，派生参数的数学模型进行计算和处理，最后在 软件平台上显示。监测软件对数据的管理分为实时数据和历史数据管理，平台具 有显示实时数据、查询历史数据和显示图形的功能，另外还通过工况状态的判断 进行安全控制操作和诊断维护。软件所涉及的传感器设备以及采用的总线方式如 图2 2 钻井系统框架所示。 北京化工大学硕士学位论文 去局管理网广1 e t l e m e t 系l 三竺 一 i 统 l l i 总| j 薹h 盎i 服 ；。一 i l 一 务 器 换 工 防碰控制器l 单线j 换器l 程 j 悬重传感器i j 哪总线i 师 一液位传感器l 站 j 泵冲传感器 叫 一泵压传感器 一游车传感器 l 1 排量传感器i 转速传感器 扭距传感器 一可燃气传感器 1 绞车传感器 安全区域 2 3 监测软件的设计方案 图2 2钻井系统的掩体框架 危险区域 软件采用s u a lb a s i c 语言编写，选用s q ls e n ，e r 数据库存储数据信息。基 于上述的钻井系统，本软件分为几方面：初始化设置、数据处理、图形显示、工 况识别和设备管理五方面。如图2 3 所示。 北京化 二大学硕士学位论文 _ _ _ _ _ _ 初始化设置j 图2 3 监测软件设计框架 初始化设置主要是指针对钻井系统的数据参数设置和管理，具体包括：钻具 数据管理、泵参数设定、钻具数据设定、状态判断门限设定、钻头数据管理和座 卡门限控制；工况判断是指针对过程工况的几种状态( 钻进状态、划眼状态、接 单根状态、卸单根状态、起钻状态、下钻状态) 进行判断，以便计算参数和掌握 钻井过程状态；图形显示是对参数值进行图形化表示；设备管理是指对现场设备 的基本信息( 工位号，设备描述，生产日期等) 进行统一管理，以便于工程人员 查询和管理；数据处理分为参数的建模计算、实时数据显示和历史数据查询，其 中直接参数是通过h a r t 、c a n 接口获得的。 监测过程的具体数据流程是：现场信号通过传感器传输到各自的接口模块 ( h a r t 、c a n ) ，然后进入到数据处理模块，在模块中进行直接、派生参数的建 模计算，最后实时显示和存储入数据库中，如如图2 4 所示： 实时显示 1 数据库 1 一i 1一 ，7 一一、 ，一一、 ( 传感器1j ( 传感器2j 、一一一一一7 块 ，一一一，- 一一， ( 传感器3 ) i 传感器4 j 一一， 图2 - 4 数据信号流程图 北京化工大学硕士学位论文 2 ，4 小结 本章介绍了钻井测量系统的概况，针对系统的功能要求设计了监测软件的方 案，并对现场数据信号的传递做了简要的说明，方案的实现将在下一章中具体介 绍。 北京化工大学硕士学位论文 第三章钻井监测软件设计实现 钻井参数监测软件是数据信号传输到计算机后的处理和显示平台，按照上一 章的方案设计分为初始化设置、工况识别、数据处理和图形显示几部分。下面对 这几部分分别实现。 3 1 初始化设置 在系统运行之前，为确保参数和状态判断的准确，必须对泵冲参数、转速参数、 新井情况及判断门限进行设定，同时在钻进过程中必须输入一些钻井( 钻铤、钻 杆) 、辅助钻具的信息。 ( 1 ) 钻具数据管理 为确保井深的正确，用户需要在单根记数发生变化时录入其长度值，同时为 了方便日后查询，需要输入场地号。在此用户可以查询任意序号段的钻具的长度 和场地号。如图3 - 1 所示： 图3 - 1 钻具数据库 北京化工大学硕士学位论文 s h a p e 4 f i l l c o l o r = & h f f & i f f 2 t h e n i f z gw h o x td g m x t h e n h 2 = z ch o h i f h 2 h l x tz x d gt h e ns h a p e 3 f i l l c o l o r = & h f f ( 4 ) 卸单根状态 其判断分为两种情况： 第一种： a 、坐卡； b 、向下移动最小单根长； c 、解卡： 第二种： a 、是否卸下方钻根； b 、如果卸下了方钻根则认为将卸下单根； i f f lt h e n i f z ew o h x t _ z x d gt h e ns h a p e 4 f i l l c o l o r = & h f f & i f z cw o h = x t d g m st h e nh l = z e h o h ：f 1 = t r u e i f f l t h e n i f z cw o h x tx x c dt h e ns h a p e 5 f i l l c o l o r = & h f f & ( 6 ) 下钻状态 判断顺序： a 、解卡； b 、钻头位置下降起下钻有效长度( 初始化时输入) ； c 、坐卡： i f z cw o h 8 23 elof 35 a c k l 一堕篁! ! 哩 l o 2 733 9 3 fa a s t x 2 一 8 23 elof 35 a c k 2 一8 63 111 堕! e 9d 733 93 f a b 4 1 7h a f l t 指令调试 2 14 2 1l a 5 2d 图4 - 8 2 l4 2 ll a 0o02 74 08 6d o1 52 52 04 l b 2 3 4b 48 l o2356 a ooo2 74 08 6 6 1 丛! ! ! 塑b z2 t 旦墅 # 3 3 号指令读变送器变量 叩3 a2 4 4 35 h a f 盯指令调试功能用于h a r t 协议分析与程序测试。指令调试程序记录链 路通信过程中的字节数据，将h a r t 通信过程中的数据以原始的h a r t 协议数据 字节的形式在显示区输出，并进行协议分析；这部分程序也可用于h a r t 现场设 北京化i 墓霎蠢冀赣秀碘霾 里。耋i l ? | $ l 鋈藩蕃翅妇的媸 酣睡酥聪驺薹鍪藿孽翘媸醵留的目箝骄珀“钰拍弘妇妊势虮黜鳏，播堵鼙登惹 裂搿萋。 蹁继： 塞、j ! 羹鲞貔孽翮茁即孽斟9 日鲥衬营胡i 干丁钳 薪溪锵饩* 蝴娑圣蚕差薹艄酗龋囊蕈蠹薹眦薹列露耋可拶羡剞啭变圄j 孪嘭噬硐孚 沛湾 蠹溉夔；弱丽箭瞳亨；彗鲁鼎橥萋l 嵛藏彰个 直测参 数通过一定的数学模型计算得到的参数。在钻井系统中，可直接测量的参数有大 钩负荷、大钩高度、立管压力、转盘扭矩、吊钳扭矩、转盘转速、泵冲次、相对 北京化工大学硕士学位论文 s t x l 一 2 a c k l 一6 s t x 2 一 8 2 a c i ( 2 一8 6 0002 0oe0c 0 f e 2 61 865 2 61 8 1 2 d 3b cdo c c 538 8o1 2 d 3b c 2 61 8 1 2d 3 b cd1 70c 08 282 08 282 000oo 000o00000001 f 图4 1 l温度变送器帅号指令和# 1 3 号指令执行结果 该设备通过响应命令可以得出制造商识别码和制造商设备识别码分别是2 6 h 和1 8 h ，而设备识别码为1 2 h ，d 3 h 和b c h ，由它们构成现场设备的唯一地址信 息。 上位机运行h a r t 网络扫描程序，现场设备为符合h a r t 协议的s m a r 公司 的压力变送器，组建点对点通讯模式，分别执行加号指令和群1 3 号指令的结果( 略 去前导码1 如下图4 1 2 所示： s t x l 一 2ooo2 a c k l 一旦旦旦旦旦旦 s t x 2 一 8 23 e1of 35 a c k 2 一堕塑! 堕! f e 3 e l555b0oof 35 99 4 6 d 1 7005 03 f 3 f3 f 3 f 3 f3 f4 4 d 23 f 3 f 83 f 3 f33 f3 f 3 f3 f 3 f 3 f 3 f 图4 1 2 压力变送器撑0 号指令和# 1 3 号指令执行结果 该设备的通过响应命令可以得出制造商识别码和制造商设备识别码分别是 3 e h 和0 1 h ，而设备识别码为0 0 h ，f 3 h 和0 5 h ，由它们构成现场设各的唯一地 址信息。 以下是针对压力变送器，进行零点和量程调整、2 0 时分段压力特性实验 ( 0 k p a - 6 4 k p a ) 和特定温度点零点和量程实验实现温压补偿。 1 、零点和量程调整 ( 1 ) 系统自检，执行皑和1 3 群指令，获取必要信息。 ( 2 ) 执行4 0 撑指令，该指令的含义是进入退出固定主变量电流模式。首先调整零点， 输入值为4 ，确认进入固定主变量电流模式。 ( 3 ) 用m o n i t o r 观察此时显示状况，输出电流固定显示为4 m a 。 ( 4 ) 用标准设备测量此时实际经d a 后的电流值，记为c u r r e n t ( z e m ) 。 ( 5 ) 执行4 4 射旨令，该指令的含义是调整主变量d a c 零点，目的在于将零点的电流输 出精确地设定在它的最小值。在输入框中输入c u h 娜玎z e m ) 后确认。 ( 6 ) 执行4 衅指令，在输入框中输入0 后，点击确定，退出固定主变量电流模式。 ( 7 ) 用m o n i t o r 观察此时输出电流显示状况。 ( 8 ) 执行4 皑指令，接着调整零点，输入值为2 0 ，确认进入固定主变量电流模式。 ( 9 ) 用m o m t o r 观察此时显示状况，输出电流固定显示为2 0 l i l a 。 北京化工大学顼士学位论文 4 3 小结与展望 本章提出了底层h a r t 通讯平台的设计思路和所包含的各个方面，并对其实 现进行了说明，从而为实现h a r t 网络设备管理控制一体化奠定了基础。在钻井 系统中，h a r t 通讯平台主要用于泵压、泥浆出口排量、泥装池液位等的测量。 作为由h a l 玎设备构建的网络系统，所涉及的内容基本上在工厂生产级的技术层 面上，随着需求和技术的发展，要实现全企业的效益最大化，测量、控制与管理 一体化就不能只停留在工厂生产级，而应将企业的生产等因素综合在一起考虑， 用全局的观念整合企业数据，优化企业资源，形成一种全局性、综合性的企业系 统，即综合自动化系统。测量、控制与管理一体化不仅仅停留在一般的过程数据 交换层面上，而是更深入地对系统得每一个设备状态进行监测和管理，表现为一 种真正意义上的系统整体特性。 北京化工人学硕士学位论文 图5 2c a n 工作流程图 首先启动初始化模块，然后调用启动模块配置好控制器参数。如果需要给从 设备发送命令数据时调用发送模块，如若不需要，根据c a n 总线的通讯方式( 多 节点发送数据时，只有具有最高优先权帧的节点正常传输，属于基于竞争的仲裁 访问方式) ，直接调用接收模块即可接收到想匹配的数据。如若过程需要重新配置 c a n 参数则需要复位c a n 模块，然后重新启动访问总线。 5 1 2 1 接口函数简介 在接口软件编写过程中，用到了u s b c a n 转换卡自带的三个文件 c o n 臼o l c a n h ，c o n t r o l c a n 1 i b ，c o n t r o l c a n d l l 和一个文件夹k e m e t d l l s 。在程序编 写时，主要用到了其中的几个接口函数，从而简化了编程。部分函数如下： ( 1 ) d w o r do p e n d e v i c e ( d w o r dd e v t y p e , d w o r dd e v l n d e x ，d w o r dr e s e r v e d ) ； 函数功能：此函数用以打开u s b c a n 设备。 入口参数：d e v t y p e ：设备类型号；d e v l n d e x ：设备索引号：r e s e r v e d ：当为其他 设备时此参数无意义。 返回值：为1 表示操作成功，0 表示操作失败。 ( 2 ) d w o r dc l o s e d e v i c e ( d w o r dd e v t y p e ，d w o r dd e v l n d e x ) ； 函数功能：此函数用以关闭设备。 入口参数：d e v t y p e ：设备类型号；d e v i n d e x ：设备索引号。 返回值：为1 表示操作成功，0 表示操作失败。 ( 3 ) d w o r d s t d c a l lv c ii n i t c a n ( d w o r dd e v t y p e ，d w o r dd e v l n d e x ，d w o r d 北京化工大学硕士学位论文 c a n i n d e x ，1 n i tc o n f i gp l n i t c o n f i g ) ； 函数功能：此函数用以初始化指定的c a n 。 入口参数：d e v t y p e ：设备类型号；d e v l n d e x ：设备索引号：c a n i n d e x ：第几路 c a n ；p i n i t c o n f i g ：初始化参数结构。 返回值：为l 表示操作成功，0 表示操作失败。 ( 4 ) d w o r ds t a r t c a n ( d w o r dd e v t y p e , d w o r dd e v l n d e x ，d w o r dc a n i n d e x ) ； 函数功能：此函数用以启动c a n 。 入口参数：d e v t y p e ：设备类型号；d e v l n d e x ：设备索引号；c a n l n d e x ：第几路 c a n 。 返回值：为l 表示操作成功，0 表示操作失败。 ( 5 ) d w o r dr e s e i c a n ( d w o r dd e v t y p e ，d w o r dd e v l n d e x ，d w o r dc a n i n d e x ) ； 函数功能：此函数用以复位c a n 。 入口参数：d e v t y p e ：设备类型号；d e v i n d e x ：设备索引号；c a n i n d e x ：第几路 c a n 。 返回值：为l 表示操作成功，0 表示操作失败。 5 1 2 2c 矗n 节点的初始化模块 因为用到的c a n 设备的控制器为p h i l i p ss j a l 0 0 0 ，所以要对c a n 节点进行初 始化，也就是对s j a l 0 0 0 进行初始化设置。s j a l 0 0 0 的初始化十分重要，它关系到通 信的质量以及成功与否。初始化所涉及的参数有验收码、屏蔽码、滤波方式、定 时器o 和1 以及工作模式。 在初始化过程中，验收码和屏蔽码共同决定哪些报文能够被接受，他们与控 制器中的a c r n 和a m r n 相对应，即给其赋值【3 ”。他们决定只有与节点i d 相匹配才 能接收到信息。例如若把验收码设为o x l 0 0 ，屏蔽码设为o x 0 0 0 0 0 0 0 3 ，则只有c a n 信息帧i d 为o x l 0 0 1 0 3 的报文能够被接收【3 6 1 。 滤波方式分为单滤波和双滤波。其中单滤波是指只有一个由4 个验收码寄存器 和4 个验收屏蔽寄存器组成的验收滤波器，总线上的信息只有通过了它的验收滤波。 才予以接收。双滤波比单滤波要复杂一些，4 个a c r 和4 个a m r 在双滤波方式下共构 成两个滤波器，接收的信息帧通过任意一个滤波器即可予以接收。在软件中调用相 应的滤波函数，来设定滤波方式。工作模式分为f 常模式、只听模式，通过两种 模式编程决定两种工作方式。 初始化模块是对针对s j a l 0 0 0 控制器参数的初始化设置，用于完成c a n 通讯的 准备工作。在这里主要通过调用初始化函数v c i n i t c a n 来实现。 5 12 3 发送程序模块 发送模块主要是负责数据的发送，将命令数据按照发送格式( 自发自收、正 北京化二r ：大学硕士学位论文 常发送、单次发心自，凝谶孽；螋毖堕；坦躺塑目；丛耩錾；蓖鹃鲳二嗽哑阂l 掣隈霉u s b 我爹丽雨i 缘潲确诣相秘拍篓窜瓢。制剥要鲶设讦鞴葫瓢销筝歪警筝 点弱辫v c it r a n s m i t 酣鲥“鹌静酾嚣， c a n 鹦萄南鲸丽酬烈产栩螽舐鬣毪茈濯；礤随习潆强涤添曩错肆馐懈i 辫攥 溺驾肇苫；孽岍鲫誊蓄睫咝秀嘲嘲叫海醚螫；随摺趣螽醚绷髂趟更重要的是严谨的工作态度深深影响着 我，而无疑这将使我受益终生。在生活上庞老师为人和蔼，关心学生的日常生活 和未来发展。同时要感谢何泉老师为我提出了许多有意义的建议，并拓宽了科研 工作的思路。 其次感谢现场总线实验室的罗耿、李明波、孙瑛，他们对我的研究工作提供 了许多宝贵意见和建议。正是通过和他们的交流和讨论，我才能较快地进入一个 新的研究领域并取得一定的成绩。 最后，我要感谢我的家人。她( 他) 们所给予我的理解、支持和关怀，是我能 够专专注于研究工作，并顺利完成硕士期间学业的重要保证。 x 北京化工大学硕士学位论文 辨端电隰 图5 - 3c a n 网络的结构示意图 终端堍隰 在c a n 现场总线应用系统中，主设备为运行 玎订i 软件的上位机，c a n 网络 的构造需要通过特定通讯接口卡来实现。在该系统设计中采用了u s b c a n 转换接 口设备。u s b c a n i 智能c a n 接口卡是与u s b l 1 总线兼容的带有l 路2 路c a n 接口的智能型c a n 数据接口卡。采用u s b c a n i ，i i 智能c a n 接口卡，p c 可以通 过u s b 总线连接至c a n 网络，实现控制室与c a n 网络领域中数据处理和数据采 集 3 8 】【咒 接口卡的主要性能是：上位机接口为u s b l 1 接口；c a n 协议支持c a n 2 。o a ， c a n 2 o b ，符合i s o l18 9 8 规范，c a n 控制器p h i l i p ss j a l0 0 0 ；c a n 通讯接 口为d b 9 针型孔型双插座，符合c a n 叩蚰标准；u s b 总线供电或使用外接电源 ( + 9 v 2 5 v ，4 0 嘶认) ；c a n 总线接口采用光电隔离、d c d c 电源隔离。 、单片机i 当c a n 控制器1 一。光电隔离：兰jc a n 收发器 a t 8 9 c 5 1 | s j a l 0 0 0 6 n 1 3 7 ；p c a8 2 c 2 5 0 【，一，j i j i，。，一 图5 4 u s b ，c a n 接口卡硬件结构8 】 图5 4 为u s b c a n 接口卡硬件结构。c a n 控制器选用p h i l i p ss j a l 0 0 0 ，单片 机为a t 8 9 c 5 1 ，c a n 总线驱动芯片为p c a8 2 c 2 5 0 ，u s b 接口芯片为p h i l i p s p d i u s b d l 2 ，光电隔离芯片为6 n 1 3 7 。 下位机节点选用的是测量转速设备。具体电路图5 5 所示，由单片机接不同传 感器设备，形成不同的c a n 节点。 一 网 x 北京化工大学硕士学位论文 5 2 3 测试内容与步骤 图5 - 5c a n 节点通用电路图【柏】 5 2 3 1 系统测试结构图 c a n 系统测试结构图如图5 - 6 所示 c a h o p e n 从 c a n o p e n 主节点 从节点l从节点2从节点3从节点4从节点5 图5 - 6 实验系统结构图 5 2 3 2c a n 通讯的实现 1 、打开设备 刊一 北京化工犬学硕士学位论文 4 、数据的显示 选用测量转速的c a n 节点，通讯情况如图5 1 9 ，通过标识符判断为转速参数， 数据是14 6 ，1a 6 ，l9 ，18 a ，1