基于can总线的微机综合操作系统

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1、万方数据第19卷第2期2002年4月供用电基于CAN总线的微机综合操作系统武汉大学何雄管保安刘涤尘摘要针对我国电力系统目前实行的操作管理制度及变电站综合自动化系统存在的缺点，提出了采用现场总线的微机综合操作系统使其符合我国的操作管理制度，并提出了硬件和软件的设计方案。关键词微机综合操作系统；变电站综合自动化系统；CAN总线；InTouch中图分类号：TM76文献标识码：B文章编号：1006—6357(2002)02—0019—03变电站综合自动化系统是利用微机技术，将变电站的控制、测量、信号传输处理、继电保

2、护、故障录波、远动等功能融为一体的共享系统。它能提高设备利用率，简化二次接线、减少变电站主控室面积、降低成本、大量节约投资，并实现各种资源、信息的共享。目前，变电站综合自动化系统也只是完善了RTU功能，用PC机代替了原有的控制屏，但增加了检修运行人员的学习和使用难度。同时，由于设备本身的设计并不适合我国电力系统仍在实行的“两票三制”管理制度，给变电运行的管理工作造成一定的困难，增加了发生误操作事故的几率。正是基于这一原因，本文提出了基于CAN(Con—trollerAreaNetwork)总线适用于中小型变

3、电站的微机综合操作系统，它将传统变电站的控制屏、RTU、微机五防模拟屏全部集成在一个灯光显示、触摸操作的微机综合操作屏上，所以它不仅适用于无人值守变电站，同样也适用于有人值守变电站，对于老站改造也非常适用。1系统硬件设计1．1系统组成原理这种变电站微机综合操作系统包括间隔层、变电站层和调度层，参阅图1。第一层为间隔层一般具有测量和控制器件，负责该单元线路或变压器的参数测量和监视、断路器的控制，还有保护装置负责该单元线路或变压器的短路和异常状态保护。第二层为变电站层主要由微机综合操作屏及后台机组成。微机综合操

4、作屏由主机、屏内功能单元(如灯开关控制器，闪光报警器等)组成。微机综合操作系统同变电站综合自动化系统相比，主要在于其综合操作屏的功能有了加强：调度厂层隔蕊南MODEM睫程监控f—．fMODEM逸程调度兰2里兰兰l综合操作屏霾冈F电f箸}l翥站I梳lr层lI闪ll潮光ll流报ll显警Il示器I。I器间隔层1号开关柜玎陬量I制l护2号开关柜邴趸琢量l制1护n号开关柜丽雨玎磉量I制I护一次设备图l系统组成原理图1)控制屏、RTU、微机五防模拟屏三合一。2)有人值班、无人值班、老站改造全都适用。3)四种操作方式：调

5、度遥控操作、手动智能操作、后台机操作、电脑钥匙现场操作(带有五防闭锁的当地操作功能)。4)唯一操作权的闭锁概念(即操作方式可以在上述四种中转移，但是任何时刻只有一种是开放的，其余均处于闭锁状态)。5)操作票模拟预演方式。(1)在变电站综合自动化系统中，用传统的综合操作屏完成显示屏功能，以判断母线是否带电及潮流大小的显示是不直观的，因为在显示屏上对潮流的计数是用仪表，要判断母线是否带电只有通过一定的理论知识进行计算来获得，所以增加了管理的难度。虽然从pC机上可以看出该母线是否带电，且母线旁有潮流显示，但它有显

6、示界面太小的弊端。而在现有综合操作屏上有母线发光控制器、潮流显示器，所以从屏上就可直观地看出该母线是否带电，且母线旁有数码管对其潮流进行数字显示。万方数据20供用电2002年第2期(2)用综合操作屏完成微机五防模拟屏功能：当该操作屏处于模拟预演状态时，能够实现自动对位，进行模拟预演、生成操作票，符合电力系统中“两票三制”的管理规定。(3)用综合操作屏完成操作屏功能：当该操作屏处于操作状态时，可根据操作票内容进行操作，对遥控操作元件(如开关元件)可在操作屏上直接进行操作，对手动操作元件可进行电脑钥匙现场操作；

7、符合变电站运行人员的操作习惯。(4)用综合操作屏完成RTU功能：在该综合操作屏的CAN总线挂接遥信、遥测、脉冲量采集单元，实现各种信息的采集和远传。在无人值班时，取消屏上的闪光报警器、发光母线。第三层为调度层，微机综合操作系统应具有与系统控制中心(调度所)联系的功能。变电所不仅要向系统调度所发送测量和监视信息，而且要考虑从系统调度所接收数据和控制信息。例如从调度所动态改变继电保护定值，从全系统范围更好地考虑潮流电压和稳定控制。在本系统中，将CAN总线通信接口适配卡插在后台机的扩展槽内，就使后台机成为CAN网

8、络的一节点。后台机内的数据和控制参数能迅速传给指定的CAN网络节点，同时，将CAN网络节点的数据传输给后台机做进一步的处理。1．2CAN技术简介该变电站微机综合操作系统采用现场总线进行通信，因为在变电站信息流中，从信息的重要性和数据容量方面来看，数据采集和继电保护信息作为主要信息，如果仅仅依靠传统的RS232或RS485，则接口信息的实时性和可靠性有所约束，因为RS232通信有效距离短，而RS485为主从式通信结