基于CAN總線(xiàn)和Internet的分布式網(wǎng)絡(luò )監控系統
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煉鋼及冶金企業(yè)是國家宏觀(guān)經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是電耗大戶(hù)，節能潛力不容忽視。目前，雖然多數煉鋼及冶金企業(yè)都采用數字電表，但仍采用人工手抄的方式，對用電情況缺少實(shí)時(shí)監測和控制能力，能源監管問(wèn)題突出。因此，實(shí)現電能的自動(dòng)計量、采集及網(wǎng)絡(luò )化管理，是煉鋼及冶金企業(yè)的必由之路。
can總線(xiàn)比之rs-485，具有實(shí)時(shí)性、可靠性高，安全性強等優(yōu)越性；與其他現場(chǎng)總線(xiàn)相比，can總線(xiàn)具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。本文運用can總線(xiàn)實(shí)現數字電表的實(shí)時(shí)數據采集，并通過(guò)internet將數據進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化管理，以實(shí)現煉鋼及冶金企業(yè)節能增效的目的。
2系統總體設計
系統總體結構如圖1所示。系統主服務(wù)器裝有oracle數據庫，用于存儲來(lái)自工業(yè)現場(chǎng)各節點(diǎn)的數據。區域上位機裝有access數據庫，可暫時(shí)對數據進(jìn)行存儲備份，數據庫定期清空。從分布工業(yè)現場(chǎng)的各數據采集節點(diǎn)（即數字電表）采集到的數字數據，經(jīng)過(guò)can總線(xiàn)傳到區域上位機，再由上位機通過(guò)internet傳到系統主服務(wù)器。在系統服務(wù)器上對采集到的數據進(jìn)行統計和分析，運用相應算法得到處理結果。然后通過(guò)internet將控制命令傳到各相應區域上位機，上位機再通過(guò)can總線(xiàn)將數據傳到各控制節點(diǎn)。在整個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )系統中，現場(chǎng)智能設備層是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統的核心，只有確?？偩€(xiàn)設備之間可靠、準確、完整的數據傳輸，上層網(wǎng)絡(luò )才能獲取信息以實(shí)現其監控功能。因此，本文主要介紹現場(chǎng)設備間的通信與控制。
3基于can總線(xiàn)的分布式監控系統
3.1can總線(xiàn)簡(jiǎn)介
can總線(xiàn)是德國bosch公司為解決現代車(chē)輛中的控制與測試儀器之間的數據交換而開(kāi)發(fā)的一種數據通信協(xié)議標準。can總線(xiàn)遵從iso/osi模型，分為3層：物理層、數據鏈路層與應用層。can通信介質(zhì)可為雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖，通過(guò)標準接插件可方便的連接，傳輸速率可達1mbps（通信距離40m），直接傳輸距離最遠可達10km（通信速率5kbps），同一段總線(xiàn)內最多可接110個(gè)設備。目前，can是唯一取得國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)。
3.2can節點(diǎn)的劃分
每個(gè)can總線(xiàn)分系統采用一主多從分布式結構。主節點(diǎn)為can網(wǎng)關(guān)，從節點(diǎn)分數據采集節點(diǎn)和控制節點(diǎn)兩種。can網(wǎng)關(guān)用于完成can總線(xiàn)與上位機pc之間通信；數據采集節點(diǎn)用于采集現場(chǎng)的數據，主要有：a相電壓、b相電壓、c相電壓、a相電流、b相電流、c相電流、頻率、功率因數、無(wú)功功率、有功功率以及采集時(shí)間等；控制節點(diǎn)主要完成上位機傳遞的控制命令。由分布廠(chǎng)區的各數據采集節點(diǎn)和控制節點(diǎn)組成分布式監控系統，通過(guò)can網(wǎng)關(guān)與上位機通信，上位機通過(guò)internet與系統主服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現工業(yè)現場(chǎng)的數據采集、信息處理和網(wǎng)絡(luò )化控制。圖2是一個(gè)can總線(xiàn)分系統的硬件節點(diǎn)圖。
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