【摘要】本文首先介绍了CAN总线和Modbus协议，然后叙述了基于CAN+Modbus的总线式余热锅炉振打控制系统的特点并详细讨论了如何构建新型总线式振打控制系统控制网络。最后着重给出了总线式振打控制系统的现场控制箱实现方法。
　　【关键词】CAN总线；Modbus协议；余热锅炉振打；总线式振打控制系统控制网络
　　引言
　　目前，公知的振打控制系統是由PLC（可编程控制器）和现场控制柜（柜中包括：中间继电器、交流接触器、热过载继电器）组成。现场控制柜中基本都是机械型电器设备，这些设备在锅炉周围的高温上升气流冲刷下，经常出现各种机械故障。由于可编程控制器需要24V直流电来对现场每一个振打电机进行控制和反馈信号的采集，这样在现场控制柜中就造成了强弱电混用的情况，现场维修稍不注意就会造成重大损失，一般中型锅炉振打锤的数量都在100个左右，这样就有数量庞大的电缆分布在现场和控制室，为维修和现场管理带来不便。热继电器对振打锤电机的保护动作不精确，受环境温度影响较大，容易因热疲劳而产生偏差，保护作用较差，在高温环境中问题更加严重，大大增加了维修人员的劳动强度。为解决以上问题，本文提出了一种新型总线式余热锅炉振打控制系统，很好的解决了以上问题。
　　1、CAN+Modbus总线设备的特点
　　CAN（Controller Area Network）总线协议最初是以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，它是一种支持分布式实时控制系统的串行通信局域网。CAN总线以其高可靠性、实时性等优点，而被广范应用于工业控制领域。
　　Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议，Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
　　CAN+Modbus设备是以CAN总线的高可靠性、实时性为基础结合了Modbus协议的通用性而研发的一种新型总线设备。
　　2、新型总线式余热锅炉振打控制系统的特点
　　新型总线式余热锅炉振打控制系统的特点是：采用一根CAN+Modbus总线将所有现场控制箱与逻辑控制器连接起来，电缆用量小、现场采用无触点方式驱动振打电机避免了机械型电器设备在高温粉尘环境易损坏的问题、系统通过电机的三相电流进行精确保护解决了热继电器对振打电机的保护动作不精确的缺陷并且结构简单、维护方便。
　　3、如何构建新型总线式振打控制系统控制网络
　　振打系统整体是一个分布式总线网络控制系统，分布于现场的振打控制箱通过CAN现场总线以Modbus协议方式与控制室内PLC（逻辑控制器）进行数据交换，装有组态软件的工控机通过工业以太网与PLC互联。操作人员通过工业控制机上的组态软件对整个振打控制系统进行设置、启动、停止、故障查看等操作。PLC主要完成对现场振打控制箱的分组、分时、启停、复位等控制，并将振打控制箱检测到的三相电流值、运行状态、故障状态、电流记录等各种信号反馈到组态软件界面上。每个网络最大可带60个振打现场控制箱，每个振打现场控制箱可控制4路振打电机共计240个振打电机。系统互联网络结构如图
　　4、总线式振打控制系统的现场控制箱实现方法
　　现场控制箱内主要由振打保护和控制器（T1、P1、P2、P3、P4）、振打电机驱动器（D1、D2、D3、D4）组成。其中T1为通讯模块，P1～P4为保护和驱动模块，T1通过I2C总线与P1～P4进行数据交换、通过CAN总线与PLC进行通讯。T1实现了Modbus协议的读位、写位、读寄存器、写寄存器等命令，并实现了4个保护控制板的内存映射。PLC通过Modbus协议的这些命令来完成对保护和控制器的控制端口、配置参数、模拟量值的读写操作。振打保护和控制器通过集成在板上的精密霍尔电流传感器对振打电机的三相电流进行检测，通过对读取电流的计算和比较来判断电机的过流，缺相，三相不平衡等故障，当有故障发生时立即关闭控制端口，以完成对电机的精确即时保护，并记录下故障时的三相电流值以备维修时故障分析。振打电机驱动部分由4个电机驱动器组成，电机驱动器采用大功率双向可控硅作为功率元件，通过光电耦合器控制双向可控硅的打开与关闭来驱动电机，并对高低压电进行隔离。图2为总线式振打控制系统的现场控制箱的配电系统图。
　　新型总线式余热锅炉振打控制系统已在现场良好的运转多年。足以证明其设计合理、运行可靠，并得到了现场的使用和维护人员的一致肯定。