基于CAN總線和Internet的分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)
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煉鋼及冶金企業(yè)是國家宏觀經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是電耗大戶，節(jié)能潛力不容忽視。目前，雖然多數(shù)煉鋼及冶金企業(yè)都采用數(shù)字電表，但仍采用人工手抄的方式，對用電情況缺少實時監(jiān)測和控制能力，能源監(jiān)管問題突出。因此，實現(xiàn)電能的自動計量、采集及網(wǎng)絡化管理，是煉鋼及冶金企業(yè)的必由之路。
can總線比之rs-485，具有實時性、可靠性高，安全性強等優(yōu)越性；與其他現(xiàn)場總線相比，can總線具有突出的可靠性、實時性和靈活性。本文運用can總線實現(xiàn)數(shù)字電表的實時數(shù)據(jù)采集，并通過internet將數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡化管理，以實現(xiàn)煉鋼及冶金企業(yè)節(jié)能增效的目的。
2系統(tǒng)總體設計
系統(tǒng)總體結構如圖1所示。系統(tǒng)主服務器裝有oracle數(shù)據(jù)庫，用于存儲來自工業(yè)現(xiàn)場各節(jié)點的數(shù)據(jù)。區(qū)域上位機裝有access數(shù)據(jù)庫，可暫時對數(shù)據(jù)進行存儲備份，數(shù)據(jù)庫定期清空。從分布工業(yè)現(xiàn)場的各數(shù)據(jù)采集節(jié)點（即數(shù)字電表）采集到的數(shù)字數(shù)據(jù)，經(jīng)過can總線傳到區(qū)域上位機，再由上位機通過internet傳到系統(tǒng)主服務器。在系統(tǒng)服務器上對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，運用相應算法得到處理結果。然后通過internet將控制命令傳到各相應區(qū)域上位機，上位機再通過can總線將數(shù)據(jù)傳到各控制節(jié)點。在整個現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡系統(tǒng)中，現(xiàn)場智能設備層是整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的核心，只有確?？偩€設備之間可靠、準確、完整的數(shù)據(jù)傳輸，上層網(wǎng)絡才能獲取信息以實現(xiàn)其監(jiān)控功能。因此，本文主要介紹現(xiàn)場設備間的通信與控制。
3基于can總線的分布式監(jiān)控系統(tǒng)
3.1can總線簡介
can總線是德國bosch公司為解決現(xiàn)代車輛中的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議標準。can總線遵從iso/osi模型，分為3層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層與應用層。can通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，通過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），同一段總線內(nèi)最多可接110個設備。目前，can是唯一取得國際標準的現(xiàn)場總線。
3.2can節(jié)點的劃分
每個can總線分系統(tǒng)采用一主多從分布式結構。主節(jié)點為can網(wǎng)關，從節(jié)點分數(shù)據(jù)采集節(jié)點和控制節(jié)點兩種。can網(wǎng)關用于完成can總線與上位機pc之間通信；數(shù)據(jù)采集節(jié)點用于采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，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(shù)、無功功率、有功功率以及采集時間等；控制節(jié)點主要完成上位機傳遞的控制命令。由分布廠區(qū)的各數(shù)據(jù)采集節(jié)點和控制節(jié)點組成分布式監(jiān)控系統(tǒng)，通過can網(wǎng)關與上位機通信，上位機通過internet與系統(tǒng)主服務器聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、信息處理和網(wǎng)絡化控制。圖2是一個can總線分系統(tǒng)的硬件節(jié)點圖。
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