can总线在变电站高压开关柜在线检测系统中的应用论文

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1、CAN总线在变电站高压开关柜在线检测系统中的应用论文摘要：针对我国变电站目前大多采用基于BITBUS总线和RS-485总线构建的监控网络系统所存在的缺点，介绍了一种利用CAN总线的高压开关柜在线检测系统，能更好地完善变电站监控系统的功能，提出了其主要硬件和软件的设计方案和实施并介绍了应用效果。关键词：在线检测系统CAN总线现场总线由于电子信息技术的进步，现场总线技术已经在高压开关柜功能智能化系统中得到了广泛应用，使高压开关柜的在线检测系统形成了一个分布式的监测系统，并使整个系统较传统的集中监测系统性能增强，功能更为完善。1CAN总线技术及其特点在传统的变电站监测系统中.freel

2、，此时传输速率只能达到5kbit/s；最高通信速率可达到1Mbit/s，此时最大传输距离为40m；CAN上的节点数实际可达110个。g.CAN采用短帧结构，每帧信息含有8个字节，并有CRC校验等检错措施，传输时间短，保证了数据出错率低。h.通信介质采用双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。总之，采用CAN总线实时性强、可靠性高，用户接口简单，非常适用于变电所中构成高压开关柜故障在线检测系统。2系统总体设计方案高压开关柜在线检测系统结构如图1所示。整个系统通过CAN总线将各采集单元模块和监控计算机单元连成分布式结构的现场控制网络，网络中计算机和各个检测单元模块分别有自己的ID标志，且保

3、证各自的ID不重复。由数据采集单元模块采集开关柜的各种信号参数，通过CAN总线送至系统监控机单元，建立起全变电站高压开关柜的数据库，计算机对整个CAN总线系统进行监视管理，具有系统参数（如传输速率、节点地址等）设置、数据发送、数据接收、本机状态查询、节点状态查询、中断状态查询等功能。系统监控机单元采用工业控制机配CAN总线通信接口卡组成，它接收数据采集单元模块发来的数据，经计算机进行相应的计算处理得出高压开关柜的各个参数的值，根据各种参数及其波形等相关性质，从而具体分析得出高压开关柜的工作状态。CAN总线通信接口卡使工控机能方便地连接到CAN总线上，它由CAN接口电路及其与计算机

4、串口的连接电路组成，确保数据能准确地在CAN总线和计算机之间流通。3硬件电路设计由于计算机串口是标准的RS-232接口，发出的数据信号是以字节为单位进行传送，而CAN总线信号是以帧为单位进行传送的，因此要想在计算机串口与CAN总线之间进行数据传送，就必须有CAN总线通信接口卡，此卡的作用就是把计算机串口发出的信号和CAN总线发出的信号进行格式转换，使每一方都能识别对方发送来的信号，实现数据流通。本文CAN总线通信接口卡硬件电路设计如图2所示，图中省略了振荡电路和复位电路。3.1CAN接口电路［2］3.1.1CAN控制器的选取①采用SJA1000芯片，它支持CAN2.0B通信协议，

5、它与仅支持CAN2.0A的CAN控制器PCA82C200在硬件和软件上完全兼容，并在其基础上增加了新功能：标准帧数据结构和扩展帧数据结构，这两种帧格式都有单2双接收过滤器；64byte的接收FIFO；可读写访问的错误计数器和错误限制报警及只听方式等。3.1.2CAN收发器①PCA82C250是Philips公司的CAN控制器和物理总线间的接口，可提供对总线的差动发送和接收能力。它有三种不同的工作方式：高速、备用和斜率控制。一般采用斜率控制方式。硬件电路中使用PCA82C250是为了增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线等作用。3.1.3光电隔离为了进一步提高系统的抗干扰

6、能力，在控制器SJA1000和收发器PCA82C250之间增加了由高速隔离器件6N137构成的隔离电路。3.1.4单片机的选取②装置选用AT89C51为处理器，它是ATMEL公司8位单片机，与MCS51完全兼容，内部集成有4kbit/s的闪速E2PROM，工作频率最高可达20MHz。3.1.5电平转换芯片的选取在CAN接口电路中，AT89C51芯片使用的是TTL电平，而从计算机串口输出的是RS-232电平，因此要想计算机串口与单片机连接，必须进行电平转换。MAXIM公司生产的MAX202芯片是在缺少±12V电源时进行RS-232/TTL双向电平转换芯片，它的供电电源是单+5V，电

7、平转换的速度的最大值不小于120kbit/s。为了使计算机的电源与CAN接口电路的电源互不受干扰，还在MAX202与AT89C51之间采用光电耦合器，以达到电源隔离的目的。3.1.6数据采集单元电路采集单元电路一般由微处理器外加显示键盘电路、模拟量输入电路、开关量输入/输出电路、CAN总线通信接口电路、实时时钟电路等组成。4软件设计系统采用C语言开发软件。CAN总线各节点与AT89C51要有效、实时地完成数据通信，软件的设计是关键，也是难点。软件设计主要包括计算机串口通信程序、A