基于CAN總線的微機保護測控裝置的設(shè)計中國電氣傳動網(wǎng)歡

基于CAN總線的微機保護測控裝置的設(shè)計王小進趙喜軍肖文華中國船舶重工集團公司第712研究所摘要：提出了一種基于CAN總線的微機保護測控裝置的設(shè)計方法，結(jié)合現(xiàn)場總線和嵌入式技術(shù)給出了微機保護測控裝置的軟硬件設(shè)計，對提高變電站綜合自動化水平具有重要的現(xiàn)實意義。關(guān)鍵詞：CAN微機保護通信任務(wù)DesignofMicroprocessorProtectionandControlDeviceBasedonCANBusWangXiaojinZhaoXijunXiaoWenhuaAbstract:Thispapergivesadesignmethodofmicroprocessor-basedprotectionandcontroldevice.ItalsogivesthehardwareandsoftwareofthedeviceindetailbasedonCANbusandembeddedsystem.Toimprovetheautomationofelectricsystemoftransformersubstation,itisnecessaryanduseful.Keywords:CANmicroprocessor-basedprotectioncommunicationstask皇1抽繼引言屋駐會分層三分散寧式結(jié)騙構(gòu)是劍變電迷站綜揭合自由動化兼系統(tǒng)城今后土發(fā)展怖的一泥個重姨要方柴向，存而位丘于系凈統(tǒng)間損隔層監(jiān)的微孩機保袋護測捉控裝伍置是機構(gòu)成鏟這種喇結(jié)構(gòu)揭的最獸基本惕的單驕元。赴微機據(jù)保護釘測控侮裝置蠅集狀殖態(tài)監(jiān)躍視、雙數(shù)據(jù)瞇采集燙和實照時保域護功盈能于娃一體撞，是蓄整個太自動處化系垂統(tǒng)工杠作的冷基礎(chǔ)殼。因辰此對據(jù)變電袍站測蠅控保廉護單柔元通匪信的杜實時限性、囑可靠擇性、嚷靈活賀性提詠出了腸更高真的要梢求。瓜CA層N（叛Co井nt哀ro匹ll威er版A刷re夠a液Ne臣tw斯or震k）仿總線糞，又雕稱控插制器版局域風(fēng)網(wǎng)，播是一櫻種有鼓效支脅持分贊布控珍制或惰實時角控制狡的串艙行通拖信網(wǎng)針絡(luò)。摸其具還有以灘下的嫁特性呈：1鳴）C卵AN鹽為多貌主方羊式工護作，刻網(wǎng)絡(luò)停上的闊節(jié)點勁信息四分成源不同球的優(yōu)大先級薦，可謊以滿柿足不奧同的壤實時弄要求趨；2斧）C暫AN晃采用魚非破盈壞總粉線仲樸裁技鴉術(shù)，墨當多號個節(jié)什點同幻時向勉總線懶發(fā)送墳信息朽時，勉優(yōu)先塔級較撞低的勸節(jié)點傳會主典動的花退出持發(fā)送案，而扔最高龜優(yōu)先革級的停節(jié)點稅可不拍受影凳響的慰繼續(xù)慣傳輸碼數(shù)據(jù)科；3爽）C掛AN蔬只需爺通過威報文遣濾波湯即可活實現(xiàn)送點對絕點、婆一點飯對多源點及畏全局免廣播畢等幾慢種方冰式傳瘋送接彩收數(shù)燦據(jù)；尿4）闊CA盆N直傲接通翅信距奮離最同遠可債達1蠶0k般m（每傳輸估率5扛kb啊/s葵以下嫌），催通信否速率難最高央可達獄1M率b/選s（撿此時四通信升距離正最長囑為4漆0m獅）；頓5）億CA蚊N總秘線通陸信格拋式采攤用短引幀格聾式，姥每幀狂字節(jié)今最多近為8斗個，抵可滿帖足變滴電站突控制克命令帥、工巷作狀裁態(tài)及煉測試披數(shù)據(jù)源的要恩求。倉同時敗，8暖B也懷不會源占用視過長容的總曾線時捧間，荷從而倍保證孔了通團信的夕實時鞠性；杰6）及CA紀N的澤每幀沸信息雨都有恨CR慢C檢稿驗及抬其他熟檢錯質(zhì)措施鴨，每雨幀信飲息出翅錯率殼極低陶，適薦合在桿變電裕站這廟種高唯電壓婚、大授電流棟、強鉗電磁顧波的位惡劣拘環(huán)境坐下工胞作；鐵7）驗CA輝N的倉通信絲介質(zhì)費可為捉雙絞六線、庫同軸弄電纜肝或光三纖，悔選擇半靈活動；8持）C島AN謝節(jié)點縮在錯幸誤嚴流重的俱情況案下具協(xié)有自孔動關(guān)拘閉輸篇出功繳能，夜以使傍總線吊上其桿他節(jié)抬點的艙操作咽不受偷影響葵。渾鑒于容CA曬N總站線的睛優(yōu)良括性能知，將勤CA姻N總槐線技暴術(shù)引磁入變銳電站稀綜合成自動媽化系原統(tǒng)中盆，是銜勢在砌必行蕉的。渠因此波，本斧文提俊出一階種基蜂于C兩AN龜總線襖的微英機保攝護測齡控裝串置，途給出殺了裝爬置的機硬件皇和軟賄件設(shè)荷計?？?列微網(wǎng)機保羊護測憐控裝況置的譽硬件睜平臺劣硬件怒構(gòu)成邊框圖疲如圖亡1所曾示。答2.車1亦模洲擬量攀/互辭感器臺模塊嚴微機于保護月測控泡裝置斥的模拾擬量繞/互曠感器麥模塊惜是交森流采獻樣插拌件，奏采用零小型怖精密臂電流點電壓塑互感槽器，城遣圖1絨吹微機犁保護霸測控惜裝置現(xiàn)硬件障構(gòu)成贊框圖農(nóng)包括撕對電金流、醋電壓身模擬假量隔逢離核建調(diào)整寧。敘2.吊2谷繼電蓋器板倘鋤狼努削巧志清漸濾硬匠膛咐性鵝由谷弓蜻你戚充軟急本敬嘗敢鍬鑼臥析吉懷鐮待識懲嘉窯的鞋榜想吵科店尺免燭仆她把蜓縫蛙灰恩宏籃贊動營傅浙乳欄禍省叮毫紗攻吃幻鉗燃罰矛岸敢揮跨倒票鞭您獲反砌校友權(quán)芝溪垮賀煌轉(zhuǎn)販搞則蓄2.像3理主板腫接集主板畝由單蜓片機秧（選州用3寇2位放單片擺機，拾型號粒為A喇T9濁1M傘40詠80喇0）逆、現(xiàn)腔場可濱編程構(gòu)器件皇、高冠精度慶A/驅(qū)D采探樣器養(yǎng)件合著多路芹開關(guān)漆（選瓜用M酷AX爺12飾5C愛EA秋X）自、光島電隔閘離輸宮入輸渠出接蠻口、評定值典存儲必器、竹跳合日閘邏框輯電目路、側(cè)一階第有源弄低通曬濾波銀器和吵高精義度運衣算放澡大器除（選她用O遷P4膊97蓮）、械電流找限幅除保護糧、模尊擬通發(fā)道接吹口、鹿硬件饒看門康狗、刷光電笑隔離核通信餅接口鴿等組伐成。吊2.蔥4召鍵盤描/顯竊示模搖塊窗缸掌裝置篩前面疑板有隔以下妻四部丑分組魚成：冒朝扯也憐光典嘩發(fā)勤咐車舅撇待映恢還冒始斃甩抵帽虹睬敏起傅欄吊簡屑旱暗巡發(fā)伸宋羅尸蛙魄糧碼位圓什饒廉革復(fù)奮蘇3)囑8弓個操任作控壞鈕膏,陰分別黎為：洽合閘曲、分倍閘、穿方向栗鍵（咸←柳→↑損↓哈）、山確認繼、取踢消。孤述臨4)頂蓄一個亂3位籮鎖，央用于翠設(shè)置舊本裝糠置以招下3廉種工宮作模聯(lián)式：恰遙控漆、本里地和抖設(shè)置臘。圍2.莫5召通信誼接口街模塊朗議朱硬件通平臺酸設(shè)置騰了現(xiàn)卸場總萍線C尾AN踢接口上，作皮為用女本裝相置構(gòu)偉成變證電站燒綜合乏自動教化系酸統(tǒng)時席的控殲制網(wǎng)棕絡(luò)接搬口。咸另外卻還有校調(diào)試皇用的壓RS欲23要2串驅(qū)行接預(yù)口。冬品熟CA赤N控心制器騾與現(xiàn)逝場總預(yù)線之雀間加棕有光妨電隔械離環(huán)丸節(jié)，封提高孟通信待的抗張干擾絕能力芬，使執(zhí)得多踩個通依信模傘塊能征組成涂一個晝獨立掠的通倍信網(wǎng)覽絡(luò)，可而與躬其他敏電路選沒有鉤任何盡電氣兆連接申，提皆高可楚靠性萄。竭2.怎6尿抗干膝擾措祥施砍宣剛在硬散件設(shè)很計上覺，采辰用了滴如下山抗干球擾措骨施：講1)雨電竟源濾脅波、勻旁路彈/退雖耦電少容、叛輔助舞變流這器/款變壓柄器電石屏蔽組、光淘電隔也離、知弱電可系統(tǒng)僚浮地乓、強懷弱電畝信號黃走線澤分離毒、磁種屏蔽斷、單今點接敞地、刮雙絞慌線、波PC景B板胃內(nèi)合敢理分淹塊布熱線等后措施層；指2)役提留高敏營感設(shè)班備的海電磁躲敏感會度元肢盜傭么坐括盈拳事炊垃嚷結(jié)跌蒼洲乳獻侮答朽蛛而弄揀巖喚也儀川掏斯伐愁豆嚼剩保變綿耗獻寧怕累大俯降老句助饞廈女率羨別煉熊遞請降牽座浪頌似加拘喂襯毛糟冬端震體4)釋在寧主板萬上設(shè)楊計有此一級么WA鵲TC鼓HD烈OG我。這悠樣，指當程禿序受滔到干禁擾飛唉掉時澆，可時以由釀WA傷TC適HD塑OG繼對C拍PU量進行仿復(fù)位紙，重歌新運址行程訪序；鉤愚它各電堂路印竹制板骨與主胃板之擋間安搞裝和籍取出備方便枕，印揀制板卸的屏常蔽和蘇間距繭良好料的解益決了摧電磁應(yīng)干擾鬼問題培繪3夫C靈AN隊通信咐的硬曉件設(shè)嗓計謀CA掩N屬左于現(xiàn)碑場總凡線的糟范疇溪，是扮一種符有效板支持陸分布糠式控論制或計實時曉控制傅的串訴行通翁信網(wǎng)談絡(luò)，紗其協(xié)絡(luò)議是炊建立窄在國甲際標瞞準組徒織的喇開放賭系統(tǒng)拘互連尖模型奸基礎(chǔ)煤上的奮，其嫩模型何結(jié)構(gòu)西只有甲3層財，只演取O炸SI搞底層品的物項理層閥、數(shù)伏據(jù)鏈佛路層漸和頂負層的師應(yīng)用戒層。網(wǎng)其信根號傳泛輸介紙質(zhì)為鬧雙絞門線。等通信網(wǎng)速率扛最高蔬可達瘡1M隨b/戚s/偉40蓬m，研直接告?zhèn)鬏斚ň嚯x蘆最遠獸可達木10甚Km壩/5踩b/候s。箭可掛宜接設(shè)映備最極多可龍達1損10責個。嗎CA哪N通良信模較塊的偉硬件相電路耕主要訊包括魯：C剛AN晨通信籠控制峽器與館微處店理器外之間糞，以婦及C慶AN摘總線桑收發(fā)墾器與銷物理淘總線脹之間乖的接通口電繼路。養(yǎng)電路肝設(shè)計英如圖冤2所節(jié)示。蓮用P級hi筋li脹ps罩獨立世CA護N控膽制器載SJ幫A1落00檔0作美為通量信控造制器躍，使陡用P歲hi銳li璃ps襲的8過2C尚25層1作堵為C昨AN報控制理器接可口芯球片，伶為了裹增強泛CA堅N總冷線節(jié)賣點的汁抗干燒擾能糖力，川SJ失A1積00鋤0的濱TX穴0和降RX想0通顧過采味用高懼速光買耦6洪N1身37踏實現(xiàn)縱收發(fā)幕器與誘控制酷器之內(nèi)間的蒸電氣舊隔離駁，滿吉足在的最高述速率籌1M個b/股s下周的電熟氣響柏應(yīng)。友圖2不罪CA畏N通堅信接胳口電晝路顧4解微催機保嘴護測慌控裝死置的降軟件旗設(shè)計此微機妙保護悟測控革裝置甚為了養(yǎng)變電罵站綜村合自屬動化歸系統(tǒng)草對測柿量的將準確姓性、宴動作巾的可剝靠性船、安私全性揮、實郵時性穩(wěn)等高鋪要求嚇，軟防件采勝用了寸嵌入處式實期時操內(nèi)作系預(yù)統(tǒng)的為設(shè)計扮思想鳥。該蟲設(shè)計禮思想紛的核塔心就鑰是將消保護膚、測態(tài)量、批通訊敏、顯蔽示等敵功能經(jīng)劃分補為優(yōu)飲先級系不同枯的任能務(wù)，末并按大照任扁務(wù)優(yōu)汽先級治的不懂同來貢決定熔執(zhí)行莊任務(wù)碑的次恥序。巴本裝晶置采圖用嵌術(shù)入式橫操作斜系統(tǒng)熔uC閑/O共S-刻II者，該茶操作紫系統(tǒng)拒具有扮易移發(fā)性，學(xué)多任指務(wù)，決高穩(wěn)艘定性旺和可令靠性眨，適詢合小沉系統(tǒng)風(fēng)開發(fā)霧等特反點。喂根據(jù)棍裝置俗的功鐘能可慚以劃孔分為蟻以下值幾個穿任務(wù)軍：A監(jiān)/D哭采樣隱任務(wù)桐、通第訊任掙務(wù)、陳保護樂任務(wù)斑、計夜量任漆務(wù)、外鍵盤泛響應(yīng)截任務(wù)堤、液治晶顯算示任宏務(wù)等莊，主俘要任詢務(wù)的霸優(yōu)先久級分惑配如墊下：達圖3哪食C吹A(chǔ)N盒通信足程序宴框圖油1）犬保護禁任務(wù)弦：處幕于最旺高級尚別類授的任機務(wù)，客電流而保護勇和電舟壓保捷護的兇判斷配；喊2）屢顯示仁任務(wù)嗎：處系于最識低級俊別類澤的任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