Can網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及CAN網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)代的進(jìn)步，在工業(yè)控制系統(tǒng)中，越來越趨向于使用節(jié)省硬件成本與安裝費(fèi)用的工業(yè)現(xiàn)場總線(即CAN總線)XANopen是一種應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場總線上的高層通信協(xié)議，包括通信子協(xié)議與設(shè)備子協(xié)議。CiA301是CANopen應(yīng)用層和通信子協(xié)議規(guī)范，涵蓋了網(wǎng)絡(luò)管理從站設(shè)備功能。
[0003]基于CAN總線控制的PLC通信控制主站產(chǎn)品也變得越來越普及。對于CAN總線上各個(gè)站點(diǎn)的在線狀態(tài)，CANopen協(xié)議采用的是檢測特定通信幀的方式來監(jiān)控站點(diǎn)的在線狀態(tài)，這種特定幀被稱為心跳幀。例如當(dāng)主站的心跳幀沒有按照預(yù)先設(shè)定方式被接收到時(shí)，從站便切換自己的狀態(tài)到非運(yùn)行狀態(tài)，并且停止當(dāng)前正在執(zhí)行的操作。
[0004]這種通過心跳幀監(jiān)控從站在線狀態(tài)的方法被普遍應(yīng)用，但如果通信線正常，此時(shí)主站突然斷電，那么從站必須要等到主站的心跳幀超時(shí)才會切換狀態(tài)。如果想縮短響應(yīng)的時(shí)間，就要增大心跳幀發(fā)送的頻率。但心跳幀本身對于從站的控制并沒有實(shí)際意義，還會增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述CAN網(wǎng)絡(luò)中主站斷電保護(hù)增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的問題，提供一種新的CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)，所述CAN網(wǎng)絡(luò)包括通過CANopen協(xié)議通信的主站和多個(gè)從站，且所述主站具有儲能元件，所述系統(tǒng)包括位于主站的掉電檢測單元和復(fù)位啟動單元，所述從站包括復(fù)位單元，其中:所述掉電檢測單元，用于實(shí)時(shí)偵測主站供電電源并在所述供電電源失效時(shí)將主站切換到儲能元件供電，同時(shí)向復(fù)位啟動單元發(fā)送啟動信號;所述復(fù)位啟動單元，用于在接收到所述啟動信號時(shí)生成復(fù)位命令并將該復(fù)位命令廣播發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò);所述從站的復(fù)位單元在接收到所述復(fù)位命令時(shí)使該從站切換到預(yù)運(yùn)行狀態(tài)。
[0007]在本發(fā)明所述的CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)中，所述主站包括心跳幀發(fā)送單元，所述從站包括狀態(tài)檢測單元，且所述心跳幀發(fā)送單元用于在主站正常運(yùn)行時(shí)以固定頻率向CAN網(wǎng)絡(luò)廣播心跳幀，所述狀態(tài)檢測單元在從站處于運(yùn)行狀態(tài)且超過預(yù)定時(shí)間未接收到心跳幀時(shí)使從站切換到預(yù)運(yùn)行狀態(tài)。
[0008]在本發(fā)明所述的CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)中，所述主站在完成初始化操作后向復(fù)位啟動單元發(fā)送啟動配置命令;所述從站在完成初始化操作后進(jìn)入預(yù)運(yùn)行狀態(tài)，并在接收到啟動配置命令后進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明還提供一種CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)方法，所述CAN網(wǎng)絡(luò)包括通過CANopen協(xié)議通信的主站和多個(gè)從站，且所述主站具有儲能元件，所述方法包括以下步驟:
[0010](a)實(shí)時(shí)偵測主站供電電源并在所述供電電源失效時(shí)將主站切換到儲能元件供電；
[0011](b)生成復(fù)位命令并將該復(fù)位命令廣播發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)，從站在接收到所述復(fù)位命令時(shí)切換到預(yù)運(yùn)行狀態(tài)。
[0012]在本發(fā)明所述的CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)方法中，所述方法還包括:所述主站在正常運(yùn)行時(shí)以固定頻率向CAN網(wǎng)絡(luò)廣播心跳幀，所述從站進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后進(jìn)行心跳幀檢測，并在超過預(yù)定時(shí)間未接收到心跳幀時(shí)使從站切換到預(yù)運(yùn)行狀態(tài)。
[0013]在本發(fā)明所述的CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)方法中，所述主站在完成初始化操作后生成啟動配置命令并將該配置命令發(fā)送對應(yīng)的從站，所述從站在完成初始化操作后進(jìn)入預(yù)運(yùn)行狀態(tài)，并在接收到啟動配置命令后進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
[0014]本發(fā)明的CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)及方法，通過在主站掉電時(shí)廣播復(fù)位命令，使得主站可快速切換到非運(yùn)行狀態(tài)，而無需等到心跳幀超時(shí)，提高了系統(tǒng)的安全性。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。
[0016]圖2是圖1中CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)方法實(shí)施例中主站運(yùn)行的流程示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)方法實(shí)施例中從站運(yùn)行的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，是本發(fā)明CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖，該系統(tǒng)可直接應(yīng)用于使用CAN網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)中。上述CAN網(wǎng)絡(luò)包括通過CANopen協(xié)議通信的主站10和多個(gè)從站20，且主站10具有儲能元件，本實(shí)施例中的主站掉電保護(hù)系統(tǒng)包括位于主站10的掉電檢測單元11和復(fù)位啟動單元12，從站20包括復(fù)位單元21，上述掉電檢測單元11和復(fù)位啟動單元12可結(jié)合運(yùn)行于主站10的PLC(可編程邏輯單元)的軟件實(shí)現(xiàn)。而從站20的復(fù)位單元21則可與現(xiàn)有從站20的復(fù)位邏輯相同。
[0021]掉電檢測單元11用于實(shí)時(shí)偵測主站10供電電源并在供電電源失效時(shí)將主站10切換到儲能元件供電，在切換電源的同時(shí)，掉電檢測單元11還向復(fù)位啟動單元12發(fā)送啟動信號;復(fù)位啟動單元12用于在接收到掉電檢測單元11生成的啟動信號時(shí)，創(chuàng)建復(fù)位命令并將該復(fù)位命令廣播發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)，使接入CAN網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)從站20可接收到該復(fù)位命令;從站20的復(fù)位單元21在接收到復(fù)位命令時(shí)使該從站20切換到預(yù)運(yùn)行狀態(tài)。
[0022]上述CAN網(wǎng)絡(luò)中主站掉電保護(hù)系統(tǒng)，通過在主站10的PLC的掉電瞬間，利用自身的儲能元件延遲斷開自身的電源，并且利用短暫的斷電延遲，廣播發(fā)送復(fù)位命令(例如復(fù)位節(jié)點(diǎn)或者復(fù)位連接命令)，從而使得從站20不用等到心跳幀超時(shí)，而立即切換狀態(tài)，減少因從站20失控導(dǎo)致的異常。
[0023]上述主站10可包括心跳幀發(fā)送單元，相應(yīng)地，每一從站20則可包括狀態(tài)檢測單元，且心跳幀發(fā)送單元用于在主站10正常運(yùn)行時(shí)以固定頻率向CAN網(wǎng)絡(luò)廣播心跳幀，狀態(tài)檢測單元在從站20處于運(yùn)行狀態(tài)且超過預(yù)定時(shí)間未接收到心跳幀時(shí)使從站20切換到預(yù)運(yùn)行狀態(tài)。通過心跳幀，可在從站20連接異常時(shí)，使該從站20切換