基于CAN總線的汽輪機監(jiān)測系統(tǒng)研究

　　汽輪機監(jiān)側(cè)儀表系統(tǒng)(Trurbinc supcrvisory Inslrumcnlation,TSI)是一種連續(xù)監(jiān)測汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子和汽缸機械工作參數(shù)的多路監(jiān)控系統(tǒng)，對汽輪機組的安全運行起著重要的作用。由于汽輪發(fā)電機組容址的不斷增大，對汽輪機監(jiān)視保護儀表的要求越來越高.使用的傳感器的類型和數(shù)旋也較原來大為增加，這樣就大大增加了現(xiàn)場中電纜的使用長度以及系統(tǒng)安裝的復雜性大為提高，使系統(tǒng)的可靠性得不到保證。

　　所以本文研究基于CAN總線的儀表監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計，除了保證監(jiān)測系統(tǒng)可靠工作和降低成本之外.還要具有通用性，實時性和可擴展性等特點，減少現(xiàn)場電纜的長度和安裝的復雜性，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　二、互聯(lián)轉(zhuǎn)換模塊的總體設(shè)計方案

　　由于現(xiàn)場.總線技術(shù)的運用可以將整個汽輪發(fā)電機組的振動信號的測址、故障分析，故降診斷與系統(tǒng)管理通過CAN總線被納入一套系統(tǒng)之中，系統(tǒng)示意圖如圖l所示。該系統(tǒng)共有結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，投資省的優(yōu)點.處于底層的智能傳感器負責進行機組振動信號的測址與傳輸;網(wǎng)絡(luò)上的PC《工程師站》對振動解析系統(tǒng)中的各個智能設(shè)備的工作模式進行組態(tài)：同時可以現(xiàn)察振動的趨勢，振動的頻譜等.將振動的報警判別和CANT(即快速傅立葉變換)分析功能下放到CAN振動傳感器，以提高實時性。

　　三、系統(tǒng)硬件實現(xiàn)

　　系統(tǒng)中連接在CAN總線上的TSI儀表稱之為智能監(jiān)測節(jié)點，TSI儀表由傳感器，振動信號處理電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，微處理接口電路和CAN總線通信模塊組成，其中微處理器CPU采用AT89C51。CAN振動TSI儀表結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。先由汽輪監(jiān)測儀表TSI獲得現(xiàn)場設(shè)備的測試數(shù)據(jù)，然后通過儀表內(nèi)部的單片機完成對CAN總線控制芯片MCP2510的初始化和訪問其內(nèi)部的收發(fā)緩沖器.來實現(xiàn)對CAN的操作并將需要發(fā)送/接收的CAN數(shù)據(jù)幀由CAN總線收發(fā)器McP2551，發(fā)送/接收到CAN總線上而去，其中為了增強抗干優(yōu)能力，采用了光電隔離的方法。上位控制網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點主要是用來將智能監(jiān)調(diào)節(jié)點通過CAN總線所傳來的數(shù)據(jù)進行收集整理并顯示給監(jiān)控人員，以利于監(jiān)控人員根據(jù)儀表數(shù)據(jù)來對生產(chǎn)狀況進行自動控制，井將生產(chǎn)指令通過CAN總線傳給智能監(jiān)測節(jié)點。

　　四、主程序的設(shè)計

　　在軟件設(shè)計中，只需要在儀表原來的程序中加入與MCP2510的通信程序就可以完成儀表和CAN總線的通信接口的實現(xiàn)。主程序流程圖如圖3所示。

　　系統(tǒng)中發(fā)送采用的是查詢方式，當需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送模塊首先進行狀態(tài)查詢，以判定發(fā)送緩沖器是否空閑，如果空閑便完成發(fā)送緩沖區(qū)的填寫，并送出發(fā)送請求信號.完成一幀CAN報文的發(fā)送。系統(tǒng)中接收采用的也是查詢方式，系統(tǒng)定時查詢接收緩沖器的狀態(tài).如果有報文被接收到，則判斷該報文的標識符是否是本節(jié)點的地址.如果是就接收緩沖器的數(shù)據(jù)，再進行進一步的處理，并清除緩沖器滿標志。依照主程序的流程圖，使用C語言編寫主程序的主要部分.此處略。

　　五、結(jié)語

　　本文對當前的TSI儀表系統(tǒng)的常用結(jié)構(gòu)組成進行了改進，提出了在汽輪機工作現(xiàn)場將傳統(tǒng)的儀表山新的智能化儀表所代替，可以將監(jiān)洲到的各種現(xiàn)場信息直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，并通過設(shè)計的CAN總線和以太網(wǎng)的互聯(lián)模塊來把數(shù)據(jù)傳遞到遠程的控制室內(nèi)或連接到Internet，實現(xiàn)真正的遠程監(jiān)控。