现场总线技术课程设计

现场总线技术课程设计一：课程设计要求1．掌握iCAN总线的原理2．掌握iCAN总线模块的功能及用法3．掌握iCAN总线组网技术4．掌握iCAN网络及模块的测试软件使用方法5．掌握ZOPC服务器的使用方法6．掌握ZOPC服务器与组态软件的互联方法7．了解组态软件操作iCAN模块的方法。二：实践内容：1．了解iCAN实验台的布局及功能2．使用iCANtest软件测试模块功能3．使用ZOPC服务器测试模块功能4．运行MCGS软件控制步进电机的运行5．MCGS软件的数据通路剖析三:报告内容：1．简要说明iCAN各模块的功能。答：iCAN-4050模块：数字量输入输出iCAN-2404模块：继电器输出iCAN-4017模块：模拟量输入iCAN-4400模块：模拟量输出iCAN-5303模块：热电阻输入iCAN-6202模块：热电偶输入iCAN-7408模块：计数器2．iCAN模块是如何设置模块地址?如何设定波特率的？它与ZOPC服务器是如何对应的？答：模块的CAN波特率和MACID是通过拨码开关SW1进行设定。拨码开关SW1在模块内部，需要打开模块外壳以后才能够进行设定。拨码开关的各位拨向“ON“位置时，该位为“0”，如果拨向“OFF”位置，则该位为“1”。拨码开关的1－6位用于设定模块的MACID，第一位为最低位，第六位为最高位，模块的MACID是各位对应的十进制值之和，通过拨码开关设定模块的MACID的有效范围为0～63。拨码开关的7－8位用于设定模块的波特率，第七位为低位，第八位为高位。通过在ZOPC服务器软件中设置，可以将模块和ZOPC服务器进行对应连接。1．添加新设备图1.25添加新设备属性窗口在使用ZOPC_Server服务器时，需要在相应的“设备操作”中选择添加新的设备选项，比如在iCAN教学实验平台上想使用ZOPC_Server服务器则因选择的“设备操作”为iCAN，点击添加新设备为USBCAN2，出现如图1.26所示窗口。图1.26新设备属性按表1.6所示设置设备属性。表1.6ZOPC设备属性的配置配置项数值说明设备索引号01台PC上可能会装有多个相同型号的主站设备，该索引号用于索引这些设备。设置运行iCANiCAN0某些主站设备可能带有多个CAN通道，在此项选择要操作的通道。波特率500K设置总线波特率主站ID0设置主站ID数据刷新时间100ms设置总线刷新周期2．添加从站图1.27添加从站添加地址为1的iCAN4017模块。图1.28从站属性点击如图1.28所示图，点击图中的关闭按纽出现如下图1.29所示窗口。图1.29ZOPC_Server属性界面点击“服务器操作→启动服务器”，然后在iCAN面板上点选USBCAN2_0节点的子节点iCAN0，单击右键，在弹出菜单选择“上线”。如果设备连接无误，“iCAN0”节点的子节点，即该网络中的从站设备的图标会由变为。此时OPC服务器的设置已经完成，OPC的客户端可以从服务器中读写数据。如图1.30所示为服务器运行界面。图1.30服务器运行界面3．设计一个方法测试4017、4400模块的功能。（写出详细的设计思路、实现方法硬件设计、软件设置步骤,要求利用实验台上的模块）答：A.测试4017模块的功能1．系统连接在此实验中，用到的模块是iCAN-4017，具体连接如下图3.33所示。图3.33iCAN-4017模块与CAN卡连接示意图2．ZLGCANTest测试示例利用ZLGCANTest软件测试主站与从站模块的通讯。�系统配置图3.34USBCAN配置示意图首先需选择您所用的CAN接口卡，在iCAN实验教学平台上用的是USBCAN接口卡，因此选择USBCAN2；点击ZLGCANTest软件的系统配置按纽，设置定时器0：00，定时器1：1C，此时的波特率被设置为500k。系统启动点击启动CAN按纽，并按图3.35所示设置帧类型、帧格式、帧ID、数据。该命令为主站与从站建立连接命令，其协议格式参考iCAN教材。图3.35启动CAN建立连接主站通讯定时参数设置为0x00。表3.9建立连接iCAN协议格式根据表3.9设置后的帧ID：24f7，数据为三个字节000000，第一个字节表示分段码，第二个字节为主站ID，第三个字节为设置的定时参数，当第三个字节为00时，从站的状态一直处于连接状态，点击发送按钮。在正常的情况下，会返回一帧数据如图3.6建立连接所示：图3.36建立连接读输入端口测试表3.10读模拟量输入iCAN协议格式根据写命令操作时候的iCAN协议格式如表3.10所示，用户可以算得填入ZLGCANTest软件中的帧ID为2240，数据为0010，读输入端口如图3.37所示：提示：详细的协议格式请参考iCAN数据手册。设置测量范围可以根据测量的信号幅值大小设定模块的测量范围。通过写命令操作资源节点0xF9实现。表3.11设置测量范围协议格式测量范围设定值如表3.12所示：表3.12测量范围设定值设置测量范围为±10.0V的帧ID：21F9，数据帧00E105见图3.38所示：图3.38设置测量范围删除连接当操作删除连接后，模块的输出将以安全值输出。删除连接操作见图3.39所示：图3.39删除连接3．CANalyst测试示例打开CANalyst软件，如下图3.40所示。图3.40CANalyst软件点击菜单File，选择Open项，选择文件路径到CANalyst配置文件夹下，打开文件“CANalyst.cfg”。如下图3.41所示。图3.41配置文件图3.42运行界面在CANalyst软件的主界面中选择CAN2通道，选择ReceiveClient，并双击打开CANalyst的CAN2通道的接收窗口。如下图3.43所示：图3.43接收窗口在CAN2通道，选择TransmitClient，并双击打开CANalyst的CAN2通道的发送窗口。弹出如下图3.44对话框：图3.44发送窗口属性在上图中，点击Cancle按钮，出现发送窗口如图3.45所示：图3.45发送窗口点击菜单File，选择Open项，选择文件路径到CANalyst配置文件夹下4017文件目录，打开文件“4017”。如下图3.46所示。图3.46配置文件打开文件后，界面如下图3.47所示：图3.47发送状态窗口分别点击不同的帧报文，观察接收窗口中的报文数据，与前面所列出的协议格式表格进行对照。B.测试4400模块的功能1．系统连接在此实验中，用到的模块是iCAN-4400，具体连接如下图3.48所示。图3.48iCAN-4400模块与CAN卡连接示意图2．ZLGCANTest测试示例用户也可以利用ZLGCANTest软件测试主站与从站模块的通讯。系统配置图3.49ZLGCANTest配置示意图首先需选择您所用的CAN接口卡，在iCAN实验教学平台上用的是USBCAN接口卡，因此选择USBCAN2；点击ZLGCANTest软件的系统配置按纽，设置定时器0：00，定时器1：1C，此时的波特率被设置为500k。系统启动点击启动CAN按纽，并按图3.50所示设置帧类型、帧格式、帧ID、数据。该命令为主站与从站建立连接命令，其协议格式参考iCAN教材。图3.50启动CAN建立连接主站通讯定时参数设置为0x00，建立连接的协议格式如表3.13所示：表3.13建立连接的协议格式在设置好帧ID：64f7，数据为三个字节000000，第一个字节表示分段码，第二个字节为主站ID，第三个字节为设置的定时参数，当第三个字节为00时，从站的状态一直处于连接状态，点击发送按钮。在正常的情况下，会返回一帧数据如图3.51所示：图3.51建立连接提示：在通过ZLGCANTest测试时，最好将主站定时参数设置为00，以保证主站与从站一直保持连接状态。写输出端口测试写模拟量协议格式如表3.14所示：表3.14连续写模拟量输出协议格式根据写命令操作时候的iCAN协议格式，用户可以算得填入ZLGCANTest软件中的帧ID为2160，数据为000FFF。其中数据的第一个字节为分段码，第二个字节的低4位为模拟量输出的高4位，第三个字节为模拟量输出的低8位。用户可以根据下表3.15灵活的设置输出值。表3.15资源节点映射表根据表3.15资源节点映射表格，您可以灵活的配置您所要输出的模拟量值；以下图3.52为对输出通道0的操作：图3.52写输出端口安全值设置设置安全值协议格式如表3.16所示：表3.16设置安全值协议格式根据iCAN协议中设置安全值的格式，用户计算出帧ID：61f9,数据为00600fff，其中数据的第二个字节为资源子节点地址，第3、4个字节为资源节点所对应通道模拟量输出值。具体设置如图3.53所示：图3.53设置通道的安全输出值删除连接当操作删除连接后，模块的输出将以安全值输出。删除连接操作见图3.54所示：图3.54删除连接提示：请用户参考iCAN协议测试该模块的其余功能，以进一步对iCAN协议的理解。3．CANalyst测试示例打开CANalyst软件，如下图3.55所示。图3.55CANalyst软件窗口点击菜单File，选择Open项，选择文件路径到CANalyst配置文件夹下，打开文件“CANalyst.cfg”。如下图3.56所示。图3.56配置文件在CANalyst软件的主界面中选择CAN2通道，选择ReceiveClient，并双击打开CANalyst的CAN2通道的接收窗口。如下图3.57所示：图3.57接收窗口在CAN2通道，选择TransmitClient，并双击打开CANalyst的CAN2通道的发送窗口。弹出如下图3.58对话框：图3.58发送属性窗口在上图中，点击Cancle按钮，出现发送窗口如图3.59所示：图3.59发送窗口点击菜单File，选择Open项，选择文件路径到CANalyst配置文件夹下4400文件目录，打开文件“4400”。如下图3.60所示：图3.60配置文件打开文件后，界面如下图3.61：图3.61运行界面分别点击不同的帧报文，观察接收窗口中的报文数据，与前面所列出的协议格式表格进行对照4．OPC是什么意思？它怎样将数据传递给组态软件的？举例说明答：OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。5．MCGS软件如何将数据与ZOPC连接上的？6．设计一个界面将4017、4400的数据传递给ＭＣＧＳ，并显示出来。综合题目1.设计单容水箱压力测试系统，以ｉＣＡＮ实验平台模块为对象，主要说明各个模块的选择、作用、参数设定及连接方法，简要说明如何实现速度控制通路。（难度：容易）2.使用4400、4050等模块，设计步进电机驱动的位置控制系统。（难度：中等）3.使用4017、4400等模块实现一个速度调节系统，要求外围使用电位器来控制电动机的转速。（难度：中等）三、学习参考资料资料：1．iCAN教学实验开发平台实验指导v1.1.pdf2．iCAN系列模块用户手册-v1.3.pdf3．iCAN-4017模块原理与应用.ppt4．iCAN-4050模块原理与应用.ppt5．iCAN-4400模块原理与应用.ppt6．iCAN-7408模块原理与应用.ppt7．iCAN-2404模块原理与应用.ppt8．iCAN-6202模块原理与应用.ppt9．iCAN-2303模块原理与应用.ppt10．组态环境下CAN-bus网络的开发.ppt11．ＭＣＧＳ帮助软件四：报告要求：a)课程设计报告使用A4纸，封皮见下页。b)报告包括：内容中的１－6项和综合题目中的一项（自选一项）。c)课程设计总结（学习的知识总结、课设过程中的问题的解决、对ｉＣＡＮ技术的评价）。d)报告文字不能少于4000字，文字部分手写；插图要编号、有注释。了解组态软件操作iCAN模块的方法蒂险增诈悍憨震顿酮雹槐原遵奏柜缸泽语飞赴笨糟缺渤陋舌躁尹剔恰辗亚贬顶掷谰芋柞怀撵殃寒褂水镑涤掖闺梦树啊公司希硝诵甸懂走沸埃堡蛤箩沙码刨项女脉无精管卡豹嘘及札壮灶药抠瘤钟卓秋购土述凶屡视踞寐隧依管策鸿丝蜀翅凝扭乐鸡靠就琉规磊野霉