基于CAN總線(xiàn)的工廠(chǎng)電力監測分析網(wǎng)絡(luò )系統設計

3.系統構成原理
　　本工業(yè)配電監測系統是對大中型企業(yè)的配電間進(jìn)行監測。配電間內設有多個(gè)配電屏(本系統中為20個(gè))，每個(gè)配電屏可對一部分用電地區進(jìn)行停、送電控制，用電狀態(tài)可通過(guò)安裝在配電屏內的電壓、電流互感器間接測量和評估。配電間管理所要監測的主要參數為配電系統的運行狀態(tài)信息(配電系統的母排電壓、電流及功率)以及結構狀態(tài)信息(斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和保護繼電器等的合、分狀態(tài))。根據上述要求，本系統在保證系統可靠工作和降低成本的條件下，考慮到通用性、實(shí)時(shí)性和可擴展性等方面的因素，采用了主要由上位計算機系統和網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)模塊構成的系統結構。
　　上位計算機系統由通用個(gè)人計算機以及接通至通用PC機內部的CAN總線(xiàn)通信接口適配卡PCCAN組成。上位計算機系統負責系統的總體調度，向網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)發(fā)送命令，接收節點(diǎn)數據，并對節點(diǎn)信息加以分析、存儲、顯示及打印。

　　CAN網(wǎng)絡(luò )由20個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)組成，根據來(lái)自上位機系統的控制命令進(jìn)行數據采集。網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)負責對母排電壓、電流及功率進(jìn)行檢測，并對零序電流和母排電壓進(jìn)行故障錄波。對故障錄波信號的采集速率為每秒鐘3000次。除對運行狀態(tài)信息的采集外，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)還對8路結構狀態(tài)信息進(jìn)行高速檢測，采集速率為每秒鐘100次。網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)模塊中采用以P80C592微處理器為核心的硬件結構，分別對各路模擬量及開(kāi)關(guān)量進(jìn)行采集，并根據主計算機的命令傳送數據。
　　本系統采用PHILIPS的帶有在片CAN控制器的微控制器P80C592，它是適用于自動(dòng)化和通用工業(yè)應用的8位高性能微控制器。網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的通訊部分主要由P80C592的CAN控制器及CAN控制器接口器件82C250(在適配卡PCCAN上)組成。CAN控制器負責與微處理器之間的狀態(tài)、控制和命令信號的交換，并承擔網(wǎng)絡(luò )通訊的控制任務(wù)。82C250是CAN控制器和物理總線(xiàn)間的接口，可以提供對總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送能力和對CAN控制器的差動(dòng)接收能力。
　　CAN網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構采用總線(xiàn)式結構，這種結構比環(huán)型結構信息吞吐率低，并且用無(wú)源抽頭連接，系統可靠性高。信息的傳輸采用CAN通信協(xié)議，通信介質(zhì)僅采用兩條雙絞線(xiàn)即可。系統的總體結構如圖1所示。