基于CAN總線的工廠電力監(jiān)測分析網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

3.系統(tǒng)構(gòu)成原理
　　本工業(yè)配電監(jiān)測系統(tǒng)是對大中型企業(yè)的配電間進(jìn)行監(jiān)測。配電間內(nèi)設(shè)有多個配電屏(本系統(tǒng)中為20個)，每個配電屏可對一部分用電地區(qū)進(jìn)行停、送電控制，用電狀態(tài)可通過安裝在配電屏內(nèi)的電壓、電流互感器間接測量和評估。配電間管理所要監(jiān)測的主要參數(shù)為配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息(配電系統(tǒng)的母排電壓、電流及功率)以及結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息(斷路器、隔離開關(guān)和保護(hù)繼電器等的合、分狀態(tài))。根據(jù)上述要求，本系統(tǒng)在保證系統(tǒng)可靠工作和降低成本的條件下，考慮到通用性、實時性和可擴(kuò)展性等方面的因素，采用了主要由上位計算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　上位計算機(jī)系統(tǒng)由通用個人計算機(jī)以及接通至通用PC機(jī)內(nèi)部的CAN總線通信接口適配卡PCCAN組成。上位計算機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的總體調(diào)度，向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送命令，接收節(jié)點數(shù)據(jù)，并對節(jié)點信息加以分析、存儲、顯示及打印。

　　CAN網(wǎng)絡(luò)由20個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成，根據(jù)來自上位機(jī)系統(tǒng)的控制命令進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點負(fù)責(zé)對母排電壓、電流及功率進(jìn)行檢測，并對零序電流和母排電壓進(jìn)行故障錄波。對故障錄波信號的采集速率為每秒鐘3000次。除對運行狀態(tài)信息的采集外，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點還對8路結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息進(jìn)行高速檢測，采集速率為每秒鐘100次。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊中采用以P80C592微處理器為核心的硬件結(jié)構(gòu)，分別對各路模擬量及開關(guān)量進(jìn)行采集，并根據(jù)主計算機(jī)的命令傳送數(shù)據(jù)。
　　本系統(tǒng)采用PHILIPS的帶有在片CAN控制器的微控制器P80C592，它是適用于自動化和通用工業(yè)應(yīng)用的8位高性能微控制器。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通訊部分主要由P80C592的CAN控制器及CAN控制器接口器件82C250(在適配卡PCCAN上)組成。CAN控制器負(fù)責(zé)與微處理器之間的狀態(tài)、控制和命令信號的交換，并承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)通訊的控制任務(wù)。82C250是CAN控制器和物理總線間的接口，可以提供對總線的差動發(fā)送能力和對CAN控制器的差動接收能力。
　　CAN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比環(huán)型結(jié)構(gòu)信息吞吐率低，并且用無源抽頭連接，系統(tǒng)可靠性高。信息的傳輸采用CAN通信協(xié)議，通信介質(zhì)僅采用兩條雙絞線即可。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。