CAN總線(xiàn)在地面變電所模擬盤(pán)中的應用
加入技術(shù)交流群
4 模擬盤(pán)控制器的軟件設計
4．1 模擬盤(pán)控制器主程序設計
在電力監控系統中，每個(gè)監控器監控一個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控器通過(guò)CAN總線(xiàn)與模擬盤(pán)控制器相連，模擬盤(pán)控制器自身攜帶16個(gè)指示燈，并通過(guò)RS 485通訊卡與一個(gè)數字表頭相連(見(jiàn)圖1)。16個(gè)指示燈與監控器監控的16個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)相映射，通過(guò)指示燈不同狀態(tài)來(lái)折射開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)：本文定義了指示燈顯示的3種狀態(tài)：紅色、紅快閃、紅慢閃。其中指示燈為紅色代表開(kāi)關(guān)為正常的工作狀態(tài)；指示燈為紅快閃，表示開(kāi)關(guān)為事故跳閘一――報警狀態(tài)；指示燈紅慢閃為巡檢狀態(tài)；數字表頭則用來(lái)顯示監控器采集到的模擬量值。在模擬盤(pán)控制器的軟件設計中，通過(guò)定時(shí)器來(lái)操作指示燈的閃爍快慢，根據模擬盤(pán)通信協(xié)議對P4口各端口進(jìn)行相應的置位、復位，實(shí)現指示燈的現實(shí)操作。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/158116.htm
4．1．1 初始化
初始化包括：有關(guān)的RAM單元清零、定時(shí)中斷初始化、CAN總線(xiàn)初始化、RS 485通訊初始化。
在中斷初始化時(shí)，要注意對中斷允許寄存器IEN0、IENl的置位，尤其是IEN0．7總允許／禁止中斷控制的置位；通過(guò)對中斷優(yōu)先級特出功能寄存器IP0，IPl來(lái)設定各中斷源的優(yōu)先級。
4．1．2 巡檢操作
實(shí)際操作系統中，設備常時(shí)間運行會(huì )出現老化、反映不靈敏的情況。為了防止模擬盤(pán)控制器硬件電路以及指示燈本身的故障而導致顯示狀態(tài)不能緊跟開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化，本文設計了巡檢操作，由P8XC592單片機的P1．0來(lái)控制。操作員置位P1．O時(shí)，軟件程序對P4口所有的位以8 s為周期進(jìn)行置位、復位操作(見(jiàn)圖3)，模擬盤(pán)控制器開(kāi)始巡檢操作，模擬盤(pán)控制器的16路指示燈同時(shí)出現“紅慢閃”狀態(tài)，如果有1路或幾路指示燈不進(jìn)行“紅慢閃”，則說(shuō)明相對應的指示燈出故障，操作員可有針對性的排除故障；操作員復位P1．0時(shí)，程序進(jìn)入到下一步操作――事故報警操作。
4．1．3 事故閃爍、解除
在實(shí)際操作中開(kāi)關(guān)由于事故出現跳閘，監控器監測到后將信息通過(guò)CAN總線(xiàn)傳送到模擬盤(pán)控制器上。模擬盤(pán)控制器根據通訊協(xié)議判斷出那個(gè)開(kāi)關(guān)量跳閘，然后對P4口的相應位以1 s為周期進(jìn)行置位、復位操作，指示燈相應的位則進(jìn)行“紅快閃”。且指示燈的快閃狀態(tài)持續到事故跳閘處理。
操作員根據模擬盤(pán)上的指示處理相應的跳閘事故后，給模擬盤(pán)發(fā)出解除命令，指示燈的事故閃爍停止，進(jìn)入常態(tài)工作。
4．2 模擬盤(pán)通信協(xié)議及其中斷服務(wù)程序設計
4．2．1 模擬盤(pán)通信協(xié)議
CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò )內的節點(diǎn)個(gè)數在理論上不受限制，數據塊的標識碼可由11位或29位二進(jìn)制數組成，因此可以定義211或229個(gè)不同的數據塊。數據段長(cháng)度最多為8個(gè)字節，可滿(mǎn)足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數據的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節不會(huì )占用總線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(cháng)，從而保證通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應)的錯誤處理功能，保證了數據通信的可靠性?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/CAN總線(xiàn)">CAN總線(xiàn)通信協(xié)議制訂了模擬盤(pán)控制器的通信協(xié)議。
傳輸數據由2數據幀組成：在IDl中，D7～D4為傳輸數據的幀號；幀號代表傳輸數據為何種命令；監控器的站號由IDl中的D3～DO和ID2中的D7～D5共7位128種組合；可對應128個(gè)監控器監測的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；ID2中的D4表示是否為遠程幀ID2中的D3～DO表示數據的長(cháng)度。
此協(xié)議首先充分利用了CAN通信協(xié)議自身的特點(diǎn)，在幀格式的ID號中體現發(fā)送的運行數據量的幀號和監控器的站號。幀號代表傳輸數據的類(lèi)型，根據CAN總線(xiàn)的仲裁(CAN總線(xiàn)本身的ID號越小，優(yōu)先權越大)，可以將重要類(lèi)型的數據規定為幀號較小，這樣就可保證重要數據的優(yōu)先級高于其他類(lèi)型的數據，程序就會(huì )優(yōu)先處理這些數據。又可利用仲裁，將重要的監控器排列的站號排列得較小，這樣又可保證程序優(yōu)先處理重要的監控器監控的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
4．2．2 CAN中斷服務(wù)程序
模擬盤(pán)控制器通過(guò)中斷服務(wù)程序來(lái)受CAN總線(xiàn)上的數據，也是利用中斷服務(wù)程序向CAN總線(xiàn)上發(fā)送數據。如果有發(fā)送中斷或接收中斷請求，運行程序就會(huì )進(jìn)入CAN中斷服務(wù)程序，入棧保護現場(chǎng)后，判斷中斷為何種中斷(發(fā)送中斷、接收中斷)。并根據CAN總線(xiàn)的通信協(xié)議將要發(fā)送的數據幀格式或將接收的數據幀還原，然后發(fā)送或接收數據，最后出棧進(jìn)入主運行程序繼續運行。
5 結 語(yǔ)
本文采用國際上目前應用最為廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一CAN總線(xiàn)微處理器技術(shù)，進(jìn)行模擬盤(pán)控制器的硬、軟件設計。通過(guò)與監控系統實(shí)際聯(lián)網(wǎng)運行試驗，所設計的模擬盤(pán)控制器能夠很好地實(shí)現規定的功能和技術(shù)要求。本方案在煤礦地面變電所應用表明，對煤礦井下用電情況的監視得到明顯地改善。
評論