摘要： 針對我國變電站目前大多采用基于BITBUS總線和RS-485總線構(gòu)建的監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)所存在的缺點，介紹了一種利用CAN總線的高壓開關柜在線檢測系統(tǒng)，能更好地完善變電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能，提出了其主要硬件和軟件的設計方案和實施并介紹了應用效果。

關鍵詞： 在線檢測系統(tǒng) CAN 總線 現(xiàn)場總線

由于電子信息技術的進步，現(xiàn)場總線技術已經(jīng)在高壓開關柜功能智能化系統(tǒng)中得到了廣泛應用，使高壓開關柜的在線檢測系統(tǒng)形成了一個分布式的監(jiān)測系統(tǒng)，并使整個系統(tǒng)較傳統(tǒng)的集中監(jiān)測系統(tǒng)性能增強，功能更為完善。 1CAN總線技術及其特點 在傳統(tǒng)的變電站監(jiān)測系統(tǒng)中，一般采用BITBUS總線和RS-485總線，但在實際應用中都有以下缺陷： a.BITBUS總線和RS-485總線上只能有一個主節(jié)點，無法構(gòu)成多主系統(tǒng)，一旦主節(jié)點出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就不能正常運行，導致整個系統(tǒng)的可靠性較差。 b.BITBUS總線和RS-485總線的抗干擾能力較差，不適應在高電磁環(huán)境下運行，而且其錯誤處理能力也很差。 c. 數(shù)據(jù)通信方式是命令響應式，下端節(jié)點只有在收到主節(jié)點的命令以后，才能響應，從而造成數(shù)據(jù)不能及時上傳，導致整個系統(tǒng)實時性較差，不適用于開關柜在線檢測這種要求實時性很高的系統(tǒng)中。 本文采用了目前在工業(yè)測控系統(tǒng)中常用的控制器局域網(wǎng)絡CAN。CAN 總線采用差分驅(qū)動，可適用于高噪聲干擾的環(huán)境且具有較強的糾錯能力，目前已形成國際標準ISO11898規(guī)范［1］。其價格低廉，可靠性高，結(jié)構(gòu)靈活，為最有前途的現(xiàn)場總線之一。 CAN采用了OSI/ISO模型全部7層中的2層，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，用戶可以這2層為基礎，根據(jù)實際需要開發(fā)相應的應用層通信協(xié)議［1］。CAN 的主要特點如下： a.可以多主方式工作，網(wǎng)絡上任意節(jié)點均可以在任意時刻主動地向總線上其他節(jié)點發(fā)送信息，因而可以構(gòu)成多主機系統(tǒng)。 b. 當CAN 節(jié)點嚴重錯誤時，具有自動關閉輸出的功能，切斷該節(jié)點與總線的聯(lián)系，使總線上的其他節(jié)點及通信不受影響，故具有較強的抗干擾能力。 c.采用非破壞性總線仲裁技術，當2個節(jié)點同時向總線上發(fā)送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，節(jié)省了總線沖突仲裁時間，避免了總線沖突。 d.總線上的節(jié)點信息可以分成不同的優(yōu)先級，以滿足不同的實時要求。 e.可以用點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 f.CAN 的直接通信距離最遠可達10km，此時傳輸速率只能達到5kbit/s；最高通信速率可達到1Mbit/s，此時最大傳輸距離為40m；CAN上的節(jié)點數(shù)實際可達110個。 g.CAN 采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀信息含有8個字節(jié)，并有CRC校驗等檢錯措施，傳輸時間短，保證了數(shù)據(jù)出錯率低。 h.通信介質(zhì)采用雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。 總之，采用CAN 總線實時性強、可靠性高，用戶接口簡單，非常適用于變電所中構(gòu)成高壓開關柜故障在線檢測系統(tǒng)。 2系統(tǒng)總體設計方案 高壓開關柜在線檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

采用CAN總線技術組成的變電站高壓開關柜在線檢測系統(tǒng)已在中小型變電站中得到應用，經(jīng)過實際運行，具有很好的可靠性和抗干擾性，能更好地掌握高壓開關柜的運行狀態(tài)，穩(wěn)定顯示出各參數(shù)的波形，可以及時對設備進行檢修，避免事故發(fā)生。 5結(jié)束語 在變電站高壓開關柜在線檢測系統(tǒng)中應用了CAN總線技術，設計了主要硬、軟件，并得到實際應用。其硬件電路和軟件的設計方法同樣適合于其他基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)的節(jié)點設計。 ①SJA1000 stand-alone CAN controller， Philips data sheet. ②Philips semiconductor-a worldwide company application notes and development tools for 80C51 microcontrollers.

參考文獻： ［1］鄔寬明.CAN總線原理和應用系統(tǒng)設計［M］.北京：北京航空航天大學出版社，1996. ［2］何雄，劉滌塵，管保安.RS-232總線轉(zhuǎn)CAN總線裝置的設計與實現(xiàn)［1］.工業(yè)控制計算機，2002，15（1）：11-12，19.