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摘要:本文介绍了CAN现场总线的智能脱扣器,其具有结构灵活!可靠性高的优点,能满足遥信、遥测、遥调、遥控的要求,使智能脱扣器的性能得到提高,功能趋于完善,符合供电系统新的要求。
关键词:智能脱扣器;CAN;现场总线
0 引言
智能化脱扣器能使断路器具有更强大的功能"我国新研制开发的脱扣器已具有与工控机PLC等通信的功能,能提供开关状态、三相电流电压、功率因数、有功功率等参数"在通信方面目前各国都在研究采用比较成熟的现场总线技术,以实现断路器的遥测、遥控、遥信和遥调"智能化脱扣器可实现过电流、电压和分励等传统脱扣器的功能"在硬件上,辅助功能模块和执行单元都可以是相同的,对电流和电信号处理显示等的不同,可以在软件设计里实现"另外,过电流保护功能需要配置过电流信号检测单元,而电压保护则需配置电源、整流滤波、稳压、欠压延时等单元,分励功能只需增加一个开关即可。
1 CAN总线
根据IEC标准和现场总线基金会的定义:现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线定义中包括了以下几个方面的内容:
a.现场通信网络;
b.现场设备交换;
c.互操作性;
d.分散功能块;
e.通讯线供电;
f.开放式互连网络；
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络"现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表,使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力,采用可进行简单连接的双绞线等作为总线,把多个测量控制仪表连接成网络系统,并按公开、规范的通信协议,在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间,实现数据传输与信息交换,形成各种适应实际需要的自动控制系统"简而言之,式双向传输、多分支结构的通信网络"现场总线定义中包括了以下几个方面的内容:
a.现场通信网络;
b.现场设备交换;
c.互操作性;
d.分散功能块;
e.通讯线供电;
f.开放式互连网络。
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络"现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表,使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力,采用可进行简单连接的双绞线等作为总线,把多个测量控制仪表连接成网络系统,并按公开、规范的通信协议,在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间,实现数据传输与信息交换,形成各种适应实际需要的自动控制系统。简而言之,文的发送,提高了效率,通讯的实时性也得到了保证，CAN协议废除了传统站地址编码,而代之以对通讯数据块进行编码"采用这种方法的优点是使网络内的节点个数在理论上不受限制。
2 智能脱扣器的硬件构成
系统的硬件构成如图2所示
基于CAN总线的智能脱扣器控制板采用TI公司的TMS320C32浮点型DSP作为主CPU,完成对整个系统的控制功能,对数据采集的结果进行分析处理,完成CAN通信接口管理,TMS320C32浮点型DSP具有32位浮点运算能力,可以保证足够的控制精度"运算速度非常快,单指令周期可以达到40ns"DSP是一种特殊用途的单片机,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法"具有高速结构和精简的指令集,它具有下列基本结构:
a.改进的哈佛结构;
b.流水线操作,例如:TMS320C31可以工作于
40MHz,其性能为20MIPS和40MFLOPS;
c.具有硬件乘法器;
d.DSP内部硬件实现了其他处理器要用软件或子程序实现的功能。
16位和32位定时器!比较单元操作高度并行化,最大限度地保证了CPU的性能"快速中断处理能力,高速串行口和I/O口,这些都使得DSP芯片具备较强的数据通信能力"为了减少智能脱扣器中微处理器的负担,方便信息的管理,通过通讯接口与CPU模块交换信息,诸如整定值、采样值报告、故障报告、硬件测试命令与结果,以及一些实时测量参数"并通过串口和CAN网了解和掌握整个装置的实时运行情况,实现控制"它还负责装置内信息收集、分析存储以及与远方控制中心的联系,这类智能脱扣器系统实现了信息资源的共享以及保护、监控功能的综合化,大大简化了装置内的复杂连线"为实现各功能模块的相互独立性,人机对话面板、主DSP微机控制和各保护功能模块分开主要接收并解释保护、测量发送的上行报文,并将结果通过友好、直观的人机界面反映给保护现场的运行工作人员或直接送现场打印机进行打印。
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