智能斷路器的CAN 總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)設計
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2. 2 軟件部分設計
上位機的軟件設計可以通過(guò)調用CAN 卡的動(dòng)態(tài)連接庫(. DLL)，利用自定義CAN 應用層協(xié)議實(shí)現與CAN 總線(xiàn)應用系統的連接，USBCAN-2A 智能CAN 接口卡支持Win9x /Me、Win2000 /XP 等操作系統，也支持Linux2. 4、Linux2. 6 版版本的操作系統。USBCAN-2A 提供了統一的應用程序編程接口，便于用戶(hù)進(jìn)行應用程序開(kāi)發(fā)。支持VC、VB、Delphi 和C + + Builder 等開(kāi)發(fā)。本設計采用MCGS 組態(tài)軟件實(shí)現對智能CAN 卡的操作控制。一般來(lái)說(shuō)，MCGS 訪(fǎng)問(wèn)接口卡都是通過(guò)MCGS 系統中已有的相應設備構件來(lái)進(jìn)行的，這些設備構件主要由MCGS 開(kāi)發(fā)商預先開(kāi)發(fā)，但也可由最終用戶(hù)根據MCGS 技術(shù)規范自行開(kāi)發(fā)。對于USB-2A 型智能CAN 接口卡，MCGS 系統沒(méi)有提供可以直接調用的相應設備構件。要成功地使MCGS 能訪(fǎng)問(wèn)USB-2A 型接口卡，通常的辦法是由開(kāi)發(fā)商或用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)USB-2A 型的設備構件，但這將花費大量的時(shí)間，且有一定的難度。為解決這一問(wèn)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(hù)端與OPC 服務(wù)器接*換數據;同時(shí)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)器的數據來(lái)源和數據接收體，由OPC 服務(wù)器自動(dòng)與其交換數據。能采用的OPC服務(wù)器有很多種，周立功公司開(kāi)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)調工作，就完全能很好地解決MCGS 與USBCAN-2A 之間的接口問(wèn)題，使用戶(hù)程序能有效地訪(fǎng)問(wèn)CAN 總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。它們之間的關(guān)系示意圖如圖4 所示。
圖4 MCGS、ZOPC － Server 和USB-2A 關(guān)系示意圖.
本設計通過(guò)ZOPC_Server 服務(wù)器，與CAN 網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據通信。ZOPC_Server 是一個(gè)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(jìn)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(hù)端軟件(比如組態(tài)軟件:組態(tài)王、MCGS 和INTOUCH 等)來(lái)連接到該服務(wù)器。
在服務(wù)器中，對于每個(gè)CAN 設備的每路CAN，都固定有2 個(gè)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 )接收到的數據存放到此數據項中，客戶(hù)端只能讀取它的數據;而對于輸出通道Out_CANData，客戶(hù)端把要發(fā)送的數據寫(xiě)入到此數據項中，服務(wù)器再把此數據項中的數據提取出來(lái)發(fā)送到CAN 網(wǎng)絡(luò )，客戶(hù)端不能讀取此數據項的數據。它們的存儲格式都為字符串形式。2 個(gè)數據項In_CANData 和Out _CANData，其長(cháng)度都為30 Byte，前14 Byte 為幀信息，后16 Byte 為CAN數據。
本設計使用的監控軟件為MCGS 組態(tài)軟件，通過(guò)對組態(tài)軟件的簡(jiǎn)單設置，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)器中的數據了。ZOPC_Server 的輸入通道In_CANData 接收到的CAN 數據是字符串形式的，而且接收的數據根據通信協(xié)議最后16 Byte 的數據為采集的電網(wǎng)信號大小，通過(guò)MCGS 組態(tài)軟件中的系統函數，編寫(xiě)腳本函數，首先將數據進(jìn)行解包處理，截取后16 Byte 的數據，然后將這16 Byte的十六進(jìn)制字符串形式的數據，轉換為十進(jìn)制數據，并將這個(gè)數據放到一個(gè)定義的變量里。
對CAN 網(wǎng)絡(luò )發(fā)送數據時(shí)，用戶(hù)程序需把具體的幀信息和要發(fā)送的數據按Out_CANData 的格式組合成一個(gè)字符串，用戶(hù)程序對于接收到的數據(In_CANData 格式)也需進(jìn)行拆分，識別出幀信息和接收到的有用數據供程序使用。
2. 3 組態(tài)界面的設計
組態(tài)界面的設計主要包括了主界面的設計、數據顯示界面的設計等，其中主界面包括實(shí)時(shí)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)參數修改窗口。
2. 3. 1 主開(kāi)機界面設計
實(shí)時(shí)電網(wǎng)信號值顯示畫(huà)面框如圖5 所示。通過(guò)該窗口，操作人員可以很容易看到電網(wǎng)信號的當前數據值。
圖5 實(shí)時(shí)電網(wǎng)信號值顯示畫(huà)面框.
本設計的智能脫扣器可以適用于不同的斷路器中，而不同的應用場(chǎng)合需要的脫扣參數是不同的，這就要求能夠隨時(shí)修改下位機的脫口參數，來(lái)實(shí)現對下位機的調控，圖6 為修改脫扣器脫扣參數窗口。
主界面中，通過(guò)設計報警信號顯示畫(huà)面，可以觀(guān)察在何時(shí)出現怎樣的故障報警，隨時(shí)供操作人員修改高、低報警值限。當電壓、電流信號出現故障時(shí)，指示燈能給出故障指示。在對數據對象進(jìn)行報警定義時(shí)，已經(jīng)選擇報警產(chǎn)生時(shí)“自動(dòng)保存產(chǎn)生的報警信息”，可以使用“報警信息瀏覽”構件，瀏覽數據庫中保存下來(lái)的報警信息。
圖6 修改脫扣器脫扣參數窗口.
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