圖5 冗余流程

而要實(shí)現(xiàn)冗余，can通道的故障判斷尤為重要。由于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中，cpu模塊充當(dāng)著控制器的核心，系統(tǒng)所有的采集輸入都在這里匯集，經(jīng)過(guò)控制流程后又由它產(chǎn)生控制輸出。于是在can網(wǎng)絡(luò)中，cpu模塊同時(shí)充當(dāng)著主節(jié)點(diǎn)的角色。所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)在cpu模塊中進(jìn)行can總線(xiàn)故障判斷處理。具體判斷流程如下：cpu模塊中預(yù)設(shè)定時(shí)器中斷(暫設(shè)1ms)，對(duì)每個(gè)從節(jié)點(diǎn)都做時(shí)間計(jì)數(shù)，當(dāng)每次收到從節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)幀時(shí)，對(duì)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的計(jì)數(shù)清零。也就是說(shuō)，這個(gè)計(jì)數(shù)就是距上次正確收到該從節(jié)點(diǎn)傳來(lái)數(shù)據(jù)的延時(shí)(單位為ms)。當(dāng)程序判斷這個(gè)計(jì)數(shù)超過(guò)一定值(暫定100ms)，認(rèn)為通信超時(shí)，該從節(jié)點(diǎn)的can通訊已經(jīng)出錯(cuò)或中斷，此時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)需要切換總線(xiàn)通道，激活canb，重新建立通訊，并進(jìn)行報(bào)警。如下面流程圖6所示。

圖6 can故障判斷流程圖

　　5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

　　基于本方案所設(shè)計(jì)的這種通訊方式，當(dāng)can節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在其待發(fā)送的數(shù)據(jù)幀最后補(bǔ)加上兩個(gè)字節(jié)的crc校驗(yàn)碼，區(qū)別于twincan模塊自身所帶的crc容錯(cuò)機(jī)制，補(bǔ)加的crc校驗(yàn)是為了防止can傳輸多幀數(shù)據(jù)過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟幀的現(xiàn)象。于是，cpu模塊每次都將接收完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行crc判斷，以此驗(yàn)證收到的該幀數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。cpu模塊程序設(shè)計(jì)使其對(duì)它收到的每個(gè)從節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行一個(gè)計(jì)數(shù)，每正確收到1幀，計(jì)數(shù)加1。設(shè)查詢(xún)時(shí)刻為t，can通訊周期為t，則t時(shí)刻計(jì)數(shù)值cnt=t/t。以通訊周期20ms為例，每隔1秒鐘，cpu模塊應(yīng)收到的每個(gè)從節(jié)點(diǎn)所傳來(lái)的數(shù)據(jù)幀數(shù)cnt=50，即為32h，于是，我們每隔1秒鐘將這些計(jì)數(shù)通過(guò)串口發(fā)出來(lái)，就可以監(jiān)視這些計(jì)數(shù)，以此驗(yàn)證ttcan通訊周期長(zhǎng)度，以及can總線(xiàn)切換機(jī)制。具體數(shù)據(jù)參見(jiàn)附表。
　　附表 監(jiān)視結(jié)果表

　　附表中為20ms通訊周期下，系統(tǒng)上電運(yùn)行10min的一個(gè)情況，據(jù)表分析，系統(tǒng)上電時(shí)，延時(shí)1秒鐘開(kāi)始can通訊，正常情況下，每秒鐘包含50個(gè)通訊周期，故應(yīng)正常收發(fā)數(shù)據(jù)50幀，t時(shí)刻計(jì)數(shù)值則剛好滿(mǎn)足cnt=(t-1)*50，相鄰兩秒之間計(jì)數(shù)基本相差32h。但偶爾會(huì)出現(xiàn)前后兩秒相差31h的情況，這種情況出現(xiàn)的原因則是因?yàn)樵谠摪l(fā)送時(shí)刻，該節(jié)點(diǎn)該次數(shù)據(jù)暫未接收完成所致。

　　系統(tǒng)上電1min后，嘗試切斷總線(xiàn)上id號(hào)為1的節(jié)點(diǎn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)該節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)相對(duì)其他正常節(jié)點(diǎn)少5，則分析推斷該節(jié)點(diǎn)can通訊停頓了100ms后又重新建立，而此刻，系統(tǒng)已經(jīng)完成can通道切換，轉(zhuǎn)用canb運(yùn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)驗(yàn)效果表明，基于冗余ttcan的模塊化風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)各模塊間的通信總線(xiàn)，相對(duì)于過(guò)去常用的查詢(xún)返回can通信方式，更具效率且更為可靠。它的應(yīng)用，對(duì)于提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性極具意義。