智能斷路器的CAN 總線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計

作者：時間：2010-12-30 來源：網(wǎng)絡(luò)

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2. 2 軟件部分設(shè)計

上位機的軟件設(shè)計可以通過調(diào)用CAN 卡的動態(tài)連接庫(. DLL)，利用自定義CAN 應(yīng)用層協(xié)議實現(xiàn)與CAN 總線應(yīng)用系統(tǒng)的連接，USBCAN-2A 智能CAN 接口卡支持Win9x /Me、Win2000 /XP 等操作系統(tǒng)，也支持Linux2. 4、Linux2. 6 版版本的操作系統(tǒng)。USBCAN-2A 提供了統(tǒng)一的應(yīng)用程序編程接口，便于用戶進行應(yīng)用程序開發(fā)。支持VC、VB、Delphi 和C + + Builder 等開發(fā)。本設(shè)計采用MCGS 組態(tài)軟件實現(xiàn)對智能CAN 卡的操作控制。一般來說，MCGS 訪問接口卡都是通過MCGS 系統(tǒng)中已有的相應(yīng)設(shè)備構(gòu)件來進行的，這些設(shè)備構(gòu)件主要由MCGS 開發(fā)商預(yù)先開發(fā)，但也可由最終用戶根據(jù)MCGS 技術(shù)規(guī)范自行開發(fā)。對于USB-2A 型智能CAN 接口卡，MCGS 系統(tǒng)沒有提供可以直接調(diào)用的相應(yīng)設(shè)備構(gòu)件。要成功地使MCGS 能訪問USB-2A 型接口卡，通常的辦法是由開發(fā)商或用戶自己開發(fā)USB-2A 型的設(shè)備構(gòu)件，但這將花費大量的時間，且有一定的難度。為解決這一問題，我們采用了OPC 服務(wù)器技術(shù)。

MCGS 支持OPC 協(xié)議，它可以用作OPC 客戶端與OPC 服務(wù)器接*換數(shù)據(jù);同時USBCAN-2A 型CAN 接口卡也可以被OPC 服務(wù)器所支持，用作OPC 服務(wù)器的數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)接收體，由OPC 服務(wù)器自動與其交換數(shù)據(jù)。能采用的OPC服務(wù)器有很多種，周立功公司開發(fā)的ZOPC_Server就是一款很好OPC 服務(wù)器軟件，它支持ZLGCAN 系列接口卡和MCGS 組態(tài)軟件。MCGS、ZOPC_Server 與USBCAN-2A 型有機協(xié)調(diào)工作，就完全能很好地解決MCGS 與USBCAN-2A 之間的接口問題，使用戶程序能有效地訪問CAN 總線 網(wǎng)絡(luò)。它們之間的關(guān)系示意圖如圖4 所示。

MCGS、ZOPC － Server 和USB-2A 關(guān)系示意圖

圖4 MCGS、ZOPC － Server 和USB-2A 關(guān)系示意圖.

本設(shè)計通過ZOPC_Server 服務(wù)器，與CAN 網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信。ZOPC_Server 是一個OPC 服務(wù)器軟件，只要在一臺PC 機上插上USBCAN-2A 接口卡，再運行本服務(wù)器軟件，并在服務(wù)器軟件中進行一些相關(guān)配置以后，就可以使用任何一種支持OPC 協(xié)議的客戶端軟件(比如組態(tài)軟件:組態(tài)王、MCGS 和INTOUCH 等)來連接到該服務(wù)器。

在服務(wù)器中，對于每個CAN 設(shè)備的每路CAN，都固定有2 個通道，分別為In_CANData 和Out_CANData。對于輸入通道In_CANData，服務(wù)器把從CAN 網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)存放到此數(shù)據(jù)項中，客戶端只能讀取它的數(shù)據(jù);而對于輸出通道Out_CANData，客戶端把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入到此數(shù)據(jù)項中，服務(wù)器再把此數(shù)據(jù)項中的數(shù)據(jù)提取出來發(fā)送到CAN 網(wǎng)絡(luò)，客戶端不能讀取此數(shù)據(jù)項的數(shù)據(jù)。它們的存儲格式都為字符串形式。2 個數(shù)據(jù)項In_CANData 和Out _CANData，其長度都為30 Byte，前14 Byte 為幀信息，后16 Byte 為CAN數(shù)據(jù)。

本設(shè)計使用的監(jiān)控軟件為MCGS 組態(tài)軟件，通過對組態(tài)軟件的簡單設(shè)置，將ZOPC_Server 添加到MCGS 組態(tài)軟件中去，就可以在組態(tài)軟件中使用服務(wù)器中的數(shù)據(jù)了。ZOPC_Server 的輸入通道In_CANData 接收到的CAN 數(shù)據(jù)是字符串形式的，而且接收的數(shù)據(jù)根據(jù)通信協(xié)議最后16 Byte 的數(shù)據(jù)為采集的電網(wǎng)信號大小，通過MCGS 組態(tài)軟件中的系統(tǒng)函數(shù)，編寫腳本函數(shù)，首先將數(shù)據(jù)進行解包處理，截取后16 Byte 的數(shù)據(jù)，然后將這16 Byte的十六進制字符串形式的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)據(jù)，并將這個數(shù)據(jù)放到一個定義的變量里。

對CAN 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時，用戶程序需把具體的幀信息和要發(fā)送的數(shù)據(jù)按Out_CANData 的格式組合成一個字符串，用戶程序?qū)τ诮邮盏降臄?shù)據(jù)(In_CANData 格式)也需進行拆分，識別出幀信息和接收到的有用數(shù)據(jù)供程序使用。

2. 3 組態(tài)界面的設(shè)計

組態(tài)界面的設(shè)計主要包括了主界面的設(shè)計、數(shù)據(jù)顯示界面的設(shè)計等，其中主界面包括實時的電網(wǎng)信號值的顯示，報警信號的顯示界面，報警上、下限修改輸入窗口和下位機電網(wǎng)參數(shù)修改窗口。

2. 3. 1 主開機界面設(shè)計

實時電網(wǎng)信號值顯示畫面框如圖5 所示。通過該窗口，操作人員可以很容易看到電網(wǎng)信號的當(dāng)前數(shù)據(jù)值。

圖5 實時電網(wǎng)信號值顯示畫面框.

本設(shè)計的智能脫扣器可以適用于不同的斷路器中，而不同的應(yīng)用場合需要的脫扣參數(shù)是不同的，這就要求能夠隨時修改下位機的脫口參數(shù)，來實現(xiàn)對下位機的調(diào)控，圖6 為修改脫扣器脫扣參數(shù)窗口。

主界面中，通過設(shè)計報警信號顯示畫面，可以觀察在何時出現(xiàn)怎樣的故障報警，隨時供操作人員修改高、低報警值限。當(dāng)電壓、電流信號出現(xiàn)故障時，指示燈能給出故障指示。在對數(shù)據(jù)對象進行報警定義時，已經(jīng)選擇報警產(chǎn)生時“自動保存產(chǎn)生的報警信息”，可以使用“報警信息瀏覽”構(gòu)件，瀏覽數(shù)據(jù)庫中保存下來的報警信息。