【论文-控制设计】基于CAN总线的电力直流电源监控系统的设计.pdf
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1、 第 1期 2 0 08年 2月 工 矿 自 动 化 I nd us t r y a n d M i ne Au t o ma t i on NO I Fe b 2 0 0 8 文章编 号:1 6 7 1 2 5 1 X(2 0 0 8)0 1 0 0 9 3 0 3 基于C A N 总线的电力直流电源监控系统的设计*李克俭,陈 文辉,高 远(广 西工学 院电子 信息 与控制 工 程系,广西 柳 州 5 4 5 0 0 6)摘 要:介 绍 了 一 种 基 于 CAN 总 线 的 电 力 直 流 电 源 监 控 系统 的 设 计 及 其 工 作 原 理。该 设 计 基 于 S 3 C 4 4 B
2、 O X 的嵌入 式 系统组 成 系统 的 中央监 控模 块,并通 过 C AN 总线 与 由单 片机 系统 组成 的各 直流 电源 的 现 场控 制 节点通 信,以达到 对各 直流 电源的 集 中监控,从 而 实现整 个 电力 系统管理 的 自动化。关 键词:电力直流 电源;监 控 系统;嵌入 式 系统;(AN 总 线;$3 C4 4 B 0 X 中图分 类号:T M7 6;T P 2 7 3 文献标 识码:B 0 引 言 电力直流 电 源作 为合 闸、控制、继 电保 护等 重要 装 置 的供 电 电源,在 发 电厂、变 电站、大 中 型厂 矿 企 业 等供 电系统 中 占有 重 要 地 位
3、,其 可靠 与 否将 直 接 影 响到 电力系 统 的安全运 行,随着 电力 系 统 自动 化 程度 的提 高,其 在线 监控技 术倍 受关 注。目前,国内 主要 采 用 8位 或 l 6位 8 0 C 1 9 6 K C 单 片 机,使 用 R S 2 3 2 或 RS 4 8 5接 口标 准 的 串行 总 线 和 数据 采 集 电路 构成监 控 系统,然 而 这 样 的监 控 系 统 存 在 数据 处理能力、多任务调度能力不强和系统资源利用率 不高 等缺点,不 利 于监 控 系 统 的智 能 化 改 进,而且 监控 系统 的设 备也 存 在兼 容 性 差、功 能 装 置 重 复 配 置、控
4、 制 电缆重 复 敷设、投 资大、不 利 于 维 修 调试 等 诸多 不足 。本文 介绍 一种 电力 直流 电源 监控 系 统 的设计,它 以嵌 入式技 术 为 核 心,利用 C AN 总 线将 各 控 制节 点 现场 采 集 的直 流 电源 信息 和 数据 快 速、收 稿 日期:2 0 0 7 0 7 2 1 *基 金 项 目:广 西 科学 基 金项 日(0 4 8 1 0 1 8)广 西 工 学 院 科 学 研 究 基 金 项 目(0 6 1 4】4)作者简介:李克俭(1 9 6 2 一),女,高级 程师,主要研究方向为电 力 系 统 视 与控 制。准确、实时地 上 传到 中央监 控模 块
5、,同时 中央监 控模 块也 可 以将 向各 控制 节点 下达 的控 制指令 准确 无误 地 发送 到各 直流 电源,从 而实现 集监 控、调控、保 护、通 信 于一体 的 自动化 监 控系 统。通 过移 植 实时 操 作 系统 u()S I I 和嵌 入 式 图形 系统 u G U1,实 现 了中央监 控模块 的软 件 设 计 结构 化,方 便 了管 理 和维护。1 系统 工作 原理 图 1是 基 于 CAN 总线 的 电力 直流 电源监 控 系 统 的组成 图,通过节 点 控 制器。采 用 CAN 总线 完 成 中央监控 模块 和各 电力 直 流 电 源 的数 据 通 信,构 成 一个快 速
6、、稳 定、可 靠 的 自动 化 系 统。C AN 总 线 属 于现 场 总线 的范畴,是一 种 有 效 支 持 分 布式 控 制 或 实 时控制 的 串行通信 网络。虚线 框 内为 电力 直 流 电源 的原 理方 框 图,在交 流 电源正 常供 电状 态下,将 开关 Q 合 上,由蓄 电池 组 GB 向合 闸母 线 HM 供 电,给高压 断 路器直 流操作 机构 提 供合 闸 电源;充 电 机则 实时 在线监 测蓄 电池 组 GB的电压 和 电流 是 否 严格 按照 电池 充 电 曲线 运行,无 须人 工 干 预 便 能 实 现 电池均 充、浮充及均 浮 充 的 自动转 换,使 电池 处 于
7、最 佳工作 状 态,延 长 电池 寿 命。充 电机 对 蓄 电池 组 3 结语 该软件 已经在煤矿应用,运行稳定,使用状况 良 好,受到 了用 户 的好评。由于通 信 速率 的影 响,通 过 GS M 实 现煤 矿安 全 的远 程 监控 还 主要 应 用 在 数 据 传输 上。随着 无线 通 信 技 术 的发 展、无线 通 信 速 率 的提 高,无线 图象传输、语 音对 话也 将更 多地 应用 到 煤矿 中去。参 考文献:1 韩 冰 李芬华 GP R S技术 在 数据 采集 与监 控 系统 中的应用I-J 电子技术,2 0 0 3(8):2 6 2 9 2 赵志伟 GP R S技 术及 网络
8、建 设综 述 I-J 移 动通 信,2 0 02(6):2 3 28 3 煤炭工业部安全司 矿井 安全 监控 原理 与应 用 M 徐州:中国矿业大学 出版社 1 9 9 6 维普资讯 http:/ 9 4 工 矿 自动 化 2 0 0 8年 2月 GB充电时,其输出电压高于控制 回路的额定电压,所 以充 电机需 要先 通 过 电 压调 整 装 置 降压,然 后 向 控制母线 K M 提供高 压断路器直流操作机构的正 常分 闸、故 障分 闸、保 护、照 明等 直流 电源。控制 母 线上设 有 电压监 测、绝 缘 监测 和 闪光装 置。当交 流 电源 发生故 障停 止 供 电时,蓄 电池 组 GB
9、通过 电压 调整装 置继续 向控制母 线 KM 供 电,从 而保 证控 制 母线 KM 的不 间断供 电。图 1 电力直流电源监控 系统的组成 图 2中央监控 模块 系统 的中央监 控模块 是 由基于 S 3 C 4 4 B O X控制 器 的嵌 入 式系统 组成 的,如 图 2所 示,其 主要 功能是 监视电力系统 中各直流电源的工作 参数和工作状 态,并通过液晶触摸屏设置各直流电源的工作参数,经 C AN总 线控 制 现 场 的 节 点 控 制 器,控 制直 流 电 源运 行到 所设置 的状 态。S 3 C 4 4 B0 X 线 图 2 中 央监 控 模 块 结 构 图 为 了满足 中央
10、监 控模 块 中图形 界 面、实 时 操作 系统和用户程序对存储器的要求 ,嵌入式系统的 硬件设 计 扩 展 了 2 MB 的 F L AS H R OM 和 8 MB 的 S D RAM。液 晶显示器 采用 S T NL C D 显示 器,触摸屏控制器则选用 1 2 位 8位精度 的触摸屏控制 专用控 制器 AD S 7 8 4 3,它们共 同构成 中央 监视 模块 的 人 机 接 口。A DS 7 8 4 3 的 P E NI R Q 引 脚 与 S 3 C 4 4 B 0 X 的 P G 5引脚 相连,采用 软 件查 询 的方 式 采集触摸 屏 的动作和位置信 息。由 c AN控制 器
11、MC P 2 5 1 0、高 速 光 耦 6 N1 3 7和 收 发 器 T J A1 0 5 0共 同组成 中央监 控模 块 的 C AN 总 线接 口,C AN 控 制 器 MC P 2 5 1 0的 1 NT 引脚 接 至$3 C 4 4 B 0 X 的 P G6 (E I NT6)引 脚,采 用 中断 方式 进 行 C AN 总 线 的 数 据 通信。C AN 总 线 控 制 器 MC P 2 5 1 0的初 始 化 程 序 包 括 设 置总线 波特 率、设 置 滤波 器、设 置 中断 等过 程。其程 序流程 如 图 3所 示。开始 设置 为复位状态 l 下=l_ i 设置总线波特率I
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- 关 键 词:
- 论文-控制设计 论文 控制 设计 基于 CAN 总线 电力 直流电源 监控 系统
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