現(xiàn)場總線在電力監(jiān)測管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
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在此，筆者開發(fā)了一種基于CAN總線的電力遠(yuǎn)程監(jiān)測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的一個集中器一部電話的組建模式，而將位置相對集中的多個集中器用CAN總線組成局域網(wǎng)，一個局域網(wǎng)只需一部電話與管理中心通信。這種組建方式一方面大大減少了集中器電話租借數(shù)目，大大降低了通信成本;另一方面，利用CAN總線特有的廣播通信方式，可有效提高系統(tǒng)的實時通信能力。
1 電力遠(yuǎn)程監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)成
基于CAN總線的電力遠(yuǎn)程監(jiān)測管理系統(tǒng)是一個三級分布式檢測系統(tǒng)，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(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1中，系統(tǒng)信道包括電話線、CAN總線和RS-485總線。采用電話線撥號方式，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總線通信，通過MODEM的調(diào)制和解調(diào)功能，能夠及時、方便地進(jìn)行系統(tǒng)的遠(yuǎn)程信息傳輸控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，與主集中器實現(xiàn)信息交換：每臺主集中器通過CAN總線，可以管理10km內(nèi)安放在各配電變壓器附近的從集中器(CAN節(jié)點)，從集中器為1～110個;從集中器通過RS-485總線，采用的SN65LBC184芯片規(guī)定的從機(jī)個數(shù)為1～64個，因此系統(tǒng)采集終端的個數(shù)也為1～64個，(即1～1024戶居民用戶電表)，管理變壓器采集單元和低壓居民用戶采集終端;每個采集終端可以實現(xiàn)1～16戶居民用戶的電量采集與采集信息傳輸。
2 CAN總線通信系統(tǒng)設(shè)計
CAN總線是電力遠(yuǎn)程監(jiān)測管理系統(tǒng)主、從集中器之間的通信鏈路，CAN總線通信的穩(wěn)定可靠是電力遠(yuǎn)程監(jiān)測管理系統(tǒng)運行成敗的關(guān)鍵。
2.1 CAN總線簡介
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(quán)所有，屬于現(xiàn)場總線范圍。CAN總線具有較強(qiáng)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(yuǎn)的傳輸距離，特別適合中小型分布式測控系統(tǒng)。由于CAN具有實時性好、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、通信速度快、采用短信息幀結(jié)構(gòu)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，在航空、航海、汽車、建筑物環(huán)境控制、機(jī)床、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域以及各種工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2 CAN總線分布式測控網(wǎng)絡(luò)的組建方法
多個CAN節(jié)點通過傳輸介質(zhì)按一定的形式互連，就可以組成CAN通信網(wǎng)絡(luò)。與RS-485總線類似，CAN總線只支持總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò)。CAN總線通信只用到兩根導(dǎo)線CAN_H、CAN_L，對通信介質(zhì)的要求較低，雙絞線、同軸電纜或光纖均可，通常采用廉價的雙絞線即可。由集中器節(jié)點組成的CAN總線分布式測控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示
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