Can網絡中主站掉電保護系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及CAN網絡通信領域，更具體地說，涉及一種CAN網絡中主站掉電保護系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著時代的進步，在工業控制系統中，越來越趨向于使用節省硬件成本與安裝費用的工業現場總線(即CAN總線)XANopen是一種應用于工業控制現場總線上的高層通信協議，包括通信子協議與設備子協議。CiA301是CANopen應用層和通信子協議規范，涵蓋了網絡管理從站設備功能。
[0003]基于CAN總線控制的PLC通信控制主站產品也變得越來越普及。對于CAN總線上各個站點的在線狀態，CANopen協議采用的是檢測特定通信幀的方式來監控站點的在線狀態，這種特定幀被稱為心跳幀。例如當主站的心跳幀沒有按照預先設定方式被接收到時，從站便切換自己的狀態到非運行狀態，并且停止當前正在執行的操作。
[0004]這種通過心跳幀監控從站在線狀態的方法被普遍應用，但如果通信線正常，此時主站突然斷電，那么從站必須要等到主站的心跳幀超時才會切換狀態。如果想縮短響應的時間，就要增大心跳幀發送的頻率。但心跳幀本身對于從站的控制并沒有實際意義，還會增加網絡負載。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題在于，針對上述CAN網絡中主站斷電保護增加網絡負載的問題，提供一種新的CAN網絡中主站掉電保護系統及方法。
[0006]本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種CAN網絡中主站掉電保護系統，所述CAN網絡包括通過CANopen協議通信的主站和多個從站，且所述主站具有儲能元件，所述系統包括位于主站的掉電檢測單元和復位啟動單元，所述從站包括復位單元，其中:所述掉電檢測單元，用于實時偵測主站供電電源并在所述供電電源失效時將主站切換到儲能元件供電，同時向復位啟動單元發送啟動信號;所述復位啟動單元，用于在接收到所述啟動信號時生成復位命令并將該復位命令廣播發送到CAN網絡;所述從站的復位單元在接收到所述復位命令時使該從站切換到預運行狀態。
[0007]在本發明所述的CAN網絡中主站掉電保護系統中，所述主站包括心跳幀發送單元，所述從站包括狀態檢測單元，且所述心跳幀發送單元用于在主站正常運行時以固定頻率向CAN網絡廣播心跳幀，所述狀態檢測單元在從站處于運行狀態且超過預定時間未接收到心跳幀時使從站切換到預運行狀態。
[0008]在本發明所述的CAN網絡中主站掉電保護系統中，所述主站在完成初始化操作后向復位啟動單元發送啟動配置命令;所述從站在完成初始化操作后進入預運行狀態，并在接收到啟動配置命令后進入運行狀態。
[0009]本發明還提供一種CAN網絡中主站掉電保護方法，所述CAN網絡包括通過CANopen協議通信的主站和多個從站，且所述主站具有儲能元件，所述方法包括以下步驟:
[0010](a)實時偵測主站供電電源并在所述供電電源失效時將主站切換到儲能元件供電；
[0011](b)生成復位命令并將該復位命令廣播發送到CAN網絡，從站在接收到所述復位命令時切換到預運行狀態。
[0012]在本發明所述的CAN網絡中主站掉電保護方法中，所述方法還包括:所述主站在正常運行時以固定頻率向CAN網絡廣播心跳幀，所述從站進入運行狀態后進行心跳幀檢測，并在超過預定時間未接收到心跳幀時使從站切換到預運行狀態。
[0013]在本發明所述的CAN網絡中主站掉電保護方法中，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送對應的從站，所述從站在完成初始化操作后進入預運行狀態，并在接收到啟動配置命令后進入運行狀態。
[0014]本發明的CAN網絡中主站掉電保護系統及方法，通過在主站掉電時廣播復位命令，使得主站可快速切換到非運行狀態，而無需等到心跳幀超時，提高了系統的安全性。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明CAN網絡中主站掉電保護系統實施例的示意圖。
[0016]圖2是圖1中CAN網絡中主站掉電保護系統響應時間的示意圖。
[0017]圖3是本發明CAN網絡中主站掉電保護方法實施例中主站運行的流程示意圖。
[0018]圖4是本發明CAN網絡中主站掉電保護方法實施例中從站運行的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0020]如圖1所示，是本發明CAN網絡中主站掉電保護系統實施例的示意圖，該系統可直接應用于使用CAN網絡通信的系統中。上述CAN網絡包括通過CANopen協議通信的主站10和多個從站20，且主站10具有儲能元件，本實施例中的主站掉電保護系統包括位于主站10的掉電檢測單元11和復位啟動單元12，從站20包括復位單元21，上述掉電檢測單元11和復位啟動單元12可結合運行于主站10的PLC(可編程邏輯單元)的軟件實現。而從站20的復位單元21則可與現有從站20的復位邏輯相同。
[0021]掉電檢測單元11用于實時偵測主站10供電電源并在供電電源失效時將主站10切換到儲能元件供電，在切換電源的同時，掉電檢測單元11還向復位啟動單元12發送啟動信號;復位啟動單元12用于在接收到掉電檢測單元11生成的啟動信號時，創建復位命令并將該復位命令廣播發送到CAN網絡，使接入CAN網絡的各個從站20可接收到該復位命令;從站20的復位單元21在接收到復位命令時使該從站20切換到預運行狀態。
[0022]上述CAN網絡中主站掉電保護系統，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，廣播發送復位命令(例如復位節點或者復位連接命令)，從而使得從站20不用等到心跳幀超時，而立即切換狀態，減少因從站20失控導致的異常。
[0023]上述主站10可包括心跳幀發送單元，相應地，每一從站20則可包括狀態檢測單元，且心跳幀發送單元用于在主站10正常運行時以固定頻率向CAN網絡廣播心跳幀，狀態檢測單元在從站20處于運行狀態且超過預定時間未接收到心跳幀時使從站20切換到預運行狀態。通過心跳幀，可在從站20連接異常時，使該從站20切換