MACH2系统中CAN总线综述

MACH2系统中CAN总线综述

陈海健

（国网湖北省电力公司检修公司湖北宜昌443002）

摘要：本文对MACH2系统中CAN总线进行了综述，主要介绍了MACH2系统组成结构和CAN信号量传输基本原理

关键词：MACH2系统、CAN总线

1、CAN总线简介

CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网络，属于工业现场总线之一。CAN总线的数据通信具有可靠性、实时性和灵活性等特点。在MACH2系统中，CAN总线用于连接各类I/O板卡、PCI板卡，进行CAN信号量的传输，并具有以下特点：双线串行总线，单个CAN网内节点号唯一，速度达1Mbit/s，点对点式、广播式两种数据传输方式。

2、CAN总线网络组成及硬件连接

CAN总线网络连接和硬件连接的典型方式，分别如图1和图2所示，其中：PCP、TFT、ETCS等为盘柜名称，+1B15、+B4表示安装的层位置，PS801、PS930、PS831、PS832、PS873A、PS850A等为板卡名称，圆圈内的数字为CAN节点号，图1中的黄色部分为CAN网PI.PCPCAN1，紫色部分为CAN网PI.PCPCAN2（均不包括ETCS自身的CAN4）。

CAN总线网络的拓扑结构与计算机局域网类似，由CAN控制器、CAN总线、CAN连接板卡、带CAN控制电路的I/O板卡及CAN终端板卡组成。

ETCSL3D系统A/B之间用+B4.4与+B9.4的PS832板卡（具有两个CAN控制器）互连构成ETCS自身的CAN网CAN4，用于ETCS系统A/B之间进行信息交换。

ETCSL3D系统A/B分别通过+B4.3与+B9.3的PS831板卡连接到TFT系统A/B的+B4.10PS831板卡的一个通道，此时ETCS与TFT的CAN连接，A系统连接到A系统，B系统连接到B系统，一对一对应。

TFT系统A/B分别通过+B4.7PS831板卡的两个通道交叉连接到PI.PCPA与PI.PCPB的+1.B15.4和+1.B15.10PS831板卡的一个通道，PS831板卡通过背板连接至PS873A板卡，PS873A板卡连接PS930板卡并通过100芯的电缆连接PS801板卡的CAN控制器（参见图2）。

PI.PCP系统A/B内，主机一（MC1）的PCIB与主机二（MC2）的PCIA分别通过CAN1/CAN2连接在一起，可互相通讯。

3、CAN总线的实际应用

3.1、CAN网内的信号传输

同一CAN网内的各类板卡通过CAN总线连接在一起，这些板卡除CAN连接板卡和CAN终端板卡外都具有唯一的节点号（在1-255之间，参看图1中圆圈中的数字和图2中的NODENO:），通过节点号等信息可以互相传输数据，分为点对点和广播式两种，如图3所示：

点对点是指定源或目的节点号的CAN传输方式。点对点式发送的符号类型为2，需要设置目的节点号、Blockno、Maxtime及CAN类型（RED表示redundant），点对点式接收的符号类型为2，需要设置Blockno及CAN网选择（CAN1还是CAN2），对应CAN网的对应Blockno的信号才会被接收。

广播式是以广播的方式发送，其他节点选择接收的CAN传输方式。广播式发送的符号类型为1，需要设置Blockno及Maxtime，广播式接收符号类型为1，需要指定要接收信号的源节点号、Blockno及CAN网选择（CAN1还是CAN2），那么对应CAN网内，对应节点号板卡发出的对应Blockno的信息才会被接收。

注：各符号中的Enable为1的情况下才会发生数据传输；模拟信号的广播式、点对点式与上述基本一致；PS85x和PS860板卡的发送和接收符号没有Canbus或Cantype设置。

图4CAN总线节点的监视

3.3、CAN总线的设置

CAN总线需要一定的设置才可以工作，PS801、PS820需要在Hidraw软件中设置速度、节点号等；CAN连接板卡PS873A不需要设置，PS831板卡需要EPROM中设置CAN与HDLC的通道选择、节点过滤等；有CAN控制电路的I/O板卡需要EPROM中设置节点号；CAN终端板卡PS873A不需要设置。

3.4、CAN总线的常见问题

由于CAN总线组成结构复杂，配置繁琐，容易出现各种各样的故障，主要包括以下几个方面：

1、CAN网的组成设计问题，如DFT.+1B20层板卡属于另一个极的CAN网组成部分；PCP.MC1.PCIA属于ACP2x/3xCAN的一部分，用于直接跳换流变前的交流开关。

2、CAN网硬件连接问题，如背板、光纤、板卡等。

3、CAN符号设置问题，接受或发送符号的设置不对应，信号将无法准确传输。

CAN监视软件设计不完善，如第2部分所述，CAN网的连接部分一对一对应与交叉冗余对应方式同时存在，设计的考虑不周将导致故障。

4、PS831板卡配置错误，由于PS831板卡的配置内容很多，容易出错，且不易发现。

4、小结

CAN总线作为MACH2系统的重要组成部分，在MACH2系统运行过程中起到非常重要的作用。