現場(chǎng)總線(xiàn)在電力監測管理系統中的應用
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在此，筆者開(kāi)發(fā)了一種基于CAN總線(xiàn)的電力遠程監測管理系統。該系統打破了傳統的一個(gè)集中器一部電話(huà)的組建模式，而將位置相對集中的多個(gè)集中器用CAN總線(xiàn)組成局域網(wǎng)，一個(gè)局域網(wǎng)只需一部電話(huà)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(huà)租借數目，大大降低了通信成本;另一方面，利用CAN總線(xiàn)特有的廣播通信方式，可有效提高系統的實(shí)時(shí)通信能力。
1 電力遠程監測管理系統構成
基于CAN總線(xiàn)的電力遠程監測管理系統是一個(gè)三級分布式檢測系統，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，系統結構如圖1所示。
圖1中，系統信道包括電話(huà)線(xiàn)、CAN總線(xiàn)和RS-485總線(xiàn)。采用電話(huà)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)通信，通過(guò)MODEM的調制和解調功能，能夠及時(shí)、方便地進(jìn)行系統的遠程信息傳輸控制工程網(wǎng)版權所有，與主集中器實(shí)現信息交換：每臺主集中器通過(guò)CAN總線(xiàn)，可以管理10km內安放在各配電變壓器附近的從集中器(CAN節點(diǎn))，從集中器為1～110個(gè);從集中器通過(guò)RS-485總線(xiàn)，采用的SN65LBC184芯片規定的從機個(gè)數為1～64個(gè)，因此系統采集終端的個(gè)數也為1～64個(gè)，(即1～1024戶(hù)居民用戶(hù)電表)，管理變壓器采集單元和低壓居民用戶(hù)采集終端;每個(gè)采集終端可以實(shí)現1～16戶(hù)居民用戶(hù)的電量采集與采集信息傳輸。
2 CAN總線(xiàn)通信系統設計
CAN總線(xiàn)是電力遠程監測管理系統主、從集中器之間的通信鏈路，CAN總線(xiàn)通信的穩定可靠是電力遠程監測管理系統運行成敗的關(guān)鍵。
2.1 CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介
CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng))是一種先進(jìn)的串行通信協(xié)議CONTROL ENGINEERING
China版權所有，屬于現場(chǎng)總線(xiàn)范圍。CAN總線(xiàn)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。由于CAN具有實(shí)時(shí)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(diǎn)，在航空、航海、汽車(chē)、建筑物環(huán)境控制、機床、醫療設備等領(lǐng)域以及各種工業(yè)自動(dòng)化控制系統中得到了廣泛的應用。
2.2 CAN總線(xiàn)分布式測控網(wǎng)絡(luò )的組建方法
多個(gè)CAN節點(diǎn)通過(guò)傳輸介質(zhì)按一定的形式互連，就可以組成CAN通信網(wǎng)絡(luò )。與RS-485總線(xiàn)類(lèi)似，CAN總線(xiàn)只支持總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò )。CAN總線(xiàn)通信只用到兩根導線(xiàn)CAN_H、CAN_L，對通信介質(zhì)的要求較低，雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖均可，通常采用廉價(jià)的雙絞線(xiàn)即可。由集中器節點(diǎn)組成的CAN總線(xiàn)分布式測控網(wǎng)絡(luò )結構如圖2所示
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