2、 1 CAN总线技术及其特点 在传统的变电站监测系统中,一般采用BITBUS总线和RS-485总线,但在实际应用中都有以下缺陷: a. BITBUS总线和RS-485总线上只能有一个主节点,无法构成多主系统,一旦主节点出现故障,系统就不能正常运行,导致整个系统的可靠性较差。 b. BITBUS总线和RS-485总线的抗干扰能力较差,不适应在高电磁环境下运行,而且其错误处理能力也很差。 c.数据通信方式是命令响应式,下端节点只有在收到主节点的命令以后,才能响应,从而造成数据不能及时上传,导致整个系统实时性较差
3、,不适用于开关柜在线检测这种要求实时性很高的系统中。 本文采用了目前在工业测控系统中常用的控制器局域网络CAN。CAN总线采用差分驱动,可适用于高噪声干扰的环境且具有较强的纠错能力,目前已形成国际标准ISO11898规范[1]。其价格低廉,可靠性高,结构灵活,为最有前途的现场总线之一。 CAN采用了OSI/ISO模型全部7层中的2层,即物理层和数据链路层,用户可以这2层为基础,根据实际需要开发相应的应用层通信协议[1]。CAN的主要特点如下: a. 可以多主方式工作,网络上任意节点均可以在任意时刻主动地向总线上其他
4、节点发送信息,因而可以构成多主机系统。 b.当CAN节点严重错误时,具有自动关闭输出的功能,切断该节点与总线的联系,使总线上的其他节点及通信不受影响,故具有较强的抗干扰能力。 c. 采用非破坏性总线仲裁技术,当2个节点同时向总线上发送信息时,优先级低的节点主动停止数据发送,而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据,节省了总线冲突仲裁时间,避免了总线冲突。 d. 总线上的节点信息可以分成不同的优先级,以满足不同的实时要求。 e. 可以用点对点、一点对多点及全局广播等几种方式发送和接收数据。 f. CAN的直接通信
5、距离最远可达10km,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