[发明专利]基于CAN总线的报数系统

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化技术领域，涉及一种报数系统，尤其涉及一种基于CAN总线的生产数据采集、处理、存贮、传输和发布、实现生产数据信息流过程自动化的报数系统。

背景技术

在选矿和选煤等矿物加工企业、机械企业、有色和钢铁等冶金企业，许多环节还脱离不了人工操作，而操作的依据是生产过程中的数量信息、质量信息或化学成分信息，但是由于物料的特点和检测技术的限制，有些物料的指标很难实现在线自动测量，所以必须通过人工定时采样、化验或离线的仪器分析后将结果反馈给相应设备的现场操作者(或称为岗位司机)。岗位司机对于数质量信息或化学成分信息的需求有很强的时效性，比如炼钢炉前，要求中间冶炼钢水成分从试样送出至得到分析检测结果数据的周期控制在3min以内，炼铁高炉、烧结机炉前对产品成分的实时掌握也有相应的周期要求。同时在选矿或选煤企业，对设备的操作，除了需要本设备的分选指标外，有时候还需要相邻环节的分选指标。众所周知，检验结果数据的准确、快捷、及时传送是保证产品质量的关键环节。将分析检测得到的结果数据从分析室或化验室送达生产现场岗位司机或其它部门的过程，称为报数系统。

报数系统有人工报数系统和自动报数系统两种类型，传统的报数是通过打电话或报告单人工传送，打电话报数容易出差错，同时一个数据可能需要报给不同的岗位导致劳动强度大，而报告单人工传送的报数速度很慢，根本满足不了及时性要求。

自动报数系统是生产数据信息流过程自动化的表现形式和发展方向。自动报数系统按照出现的时间先后顺序有以下几种方式：

(1)手动拨码数据输出→多芯电缆传送→现场灯泡或LED发光二极管显示；

(2)手工书写报告单数据→摄像头成像→同芯电缆图像信号传输→现场电视CRT显示；

(3)分析仪器串口自动数据输出→双芯电缆传输→现场串行打印机打印；

(4)分析仪器串口自动数据输出→计算机串口自动数据采集或人工键盘输入→专线或无线modem传送→现场计算机接收→计算机显示器显示；

(5)分析仪器联网数据输出或人工键盘输入计算机→计算机网络传输→网络服务器数据库接收→现场网络工作站显示。

其中以上(1)、(2)和(3)已经淘汰，(4)和(5)均用计算机现场显示，投资大而且造成计算机硬件资源的浪费，同时方式(4)对于多点数据采集和多点数据显示难度大、可扩展性差，而方式(5)虽然功能强大，但需要在车间铺设计算机网络，对于投资、网络的性能和现场的技术人员都有极高的要求。

自动报数系统按照通信方式有以下几种：

(1)20mA电流环传输。这种方式虽然抗干扰特别是抗高频电磁干扰脉冲能力强，但只适合于点-点传输，而且系统复杂、故障点多、难以实现分布式数据采集和发布。

(2)RS-485总线传输。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等优点，是早期的工业测控系统首选的通信方式。但RS-485总线采用主-从式工作方式，导致对报数系统中数据采集不灵活，而且RS-485总线中一个站点的接口损坏，将导致整个通信系统瘫痪，查找故障点也很困难。

(3)计算机网络传输。不论采用有线的还是无线的计算机网络报数，会大大增加投资和维护工作量，而且对于矿物加工企业、机械企业和冶金企业，工业环境非常恶劣：高温或潮湿、烟尘、振动、噪音和电磁干扰等，计算机网络不适合于工业环境特别是车间内使用。

由此可见，现有的自动报数系统存在通信方式不适宜、系统成本高、结构复杂、硬件资源浪费大、性价比低、安装维护困难、系统配置不灵活，很难在中小型企业甚至大型企业推广使用，导致这些企业不得不使用效率低、误报率高、劳动强度大和及时性差的依靠通电话的人工报数方式。

发明内容

为了解决现有报数技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种传输速度快、自动化程度高、省时省力、报数准确可靠、通用性强、配置灵活方便和价格低廉的基于CAN总线的报数系统。