現(xiàn)場總線在電力監(jiān)測管理系統(tǒng)中的應用
在此,筆者開發(fā)了一種基于CAN總線的電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的一個集中器一部電話的組建模式,而將位置相對集中的多個集中器用CAN總線組成局域網(wǎng),一個局域網(wǎng)只需一部電話與管理中心通信。這種組建方式一方面大大減少了集中器電話租借數(shù)目,大大降低了通信成本;另一方面,利用CAN總線特有的廣播通信方式,可有效提高系統(tǒng)的實時通信能力。
1 電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)構成
基于CAN總線的電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)是一個三級分布式檢測系統(tǒng),主要由管理中心、集中器、采集單元、通信信道、采集終端等5部分組成,系統(tǒng)結構如圖1所示。
圖1中,系統(tǒng)信道包括電話線、CAN總線和RS-485總線。采用電話線撥號方式,三級通信包括管理中心與主集中器之間的MODEM通信、主集中器與從集中器之間的CAN總線通信、集中器與采集單元(或采集模塊、采集終端)之間的RS-485總線通信,通過MODEM的調(diào)制和解調(diào)功能,能夠及時、方便地進行系統(tǒng)的遠程信息傳輸控制工程網(wǎng)版權所有,與主集中器實現(xiàn)信息交換:每臺主集中器通過CAN總線,可以管理10km內(nèi)安放在各配電變壓器附近的從集中器(CAN節(jié)點),從集中器為1~110個;從集中器通過RS-485總線,采用的SN65LBC184芯片規(guī)定的從機個數(shù)為1~64個,因此系統(tǒng)采集終端的個數(shù)也為1~64個,(即1~1024戶居民用戶電表),管理變壓器采集單元和低壓居民用戶采集終端;每個采集終端可以實現(xiàn)1~16戶居民用戶的電量采集與采集信息傳輸。
2 CAN總線通信系統(tǒng)設計
CAN總線是電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)主、從集中器之間的通信鏈路,CAN總線通信的穩(wěn)定可靠是電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)運行成敗的關鍵。
2.1 CAN總線簡介
CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))是一種先進的串行通信協(xié)議CONTROL ENGINEERING
China版權所有,屬于現(xiàn)場總線范圍。CAN總線具有較強的糾錯能力,支持差分收發(fā),因而適合高噪聲環(huán)境,并具有較遠的傳輸距離,特別適合中小型分布式測控系統(tǒng)。由于CAN具有實時性好、可靠性高、抗干擾能力強、傳輸距離遠、通信速度快、采用短信息幀結構和多主通信方式以及可使用多種通信介質(zhì)等許多優(yōu)點,在航空、航海、汽車、建筑物環(huán)境控制、機床、醫(yī)療設備等領域以及各種工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。
2.2 CAN總線分布式測控網(wǎng)絡的組建方法
多個CAN節(jié)點通過傳輸介質(zhì)按一定的形式互連,就可以組成CAN通信網(wǎng)絡。與RS-485總線類似,CAN總線只支持總線型網(wǎng)絡拓撲結構,不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡。CAN總線通信只用到兩根導線CAN_H、CAN_L,對通信介質(zhì)的要求較低,雙絞線、同軸電纜或光纖均可,通常采用廉價的雙絞線即可。由集中器節(jié)點組成的CAN總線分布式測控網(wǎng)絡結構如圖2所示
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