电网监控系统的CAN总线智能通信节点设计

电网监控系统的CAN总线智能通信节点设计I摘要智能电网是经济和技术发展的必然结果，现场总线需要发展综合自动化，工业控制系统适应了分散化、网络化和智能化发展的方向，CAN总线现在形成了国际标准，成为最有希望的现场总线之一和本设计的主要任务是开发电网监视系统的CAN总线智能通信节点模块，具有现场数据采集和控制和CAN总线通信的功能，通过CAN总线通信与其他CAN智能监视节点传输状态和各种参数，接收来自监视节点的命令和数据来调整控制状态智能控制是控制理论和技术发展的高级阶段，是新兴快速发展的领域。 这主要用于解决传统方法无法解决的复杂系统的控制问题。关键词：电网监视、CAN总线、 SJA1000 PCA82C250电网监视系统的CAN总线智能通信节点设计iiabstract智能电网istheeconomicandtechnologicaldevelopment.theinevitableresultoft dinthedeverplodeventofintegrationalationofintegrationalcontrolsystems networkentingandintelligentdirectionofthedevelopment.can tionalstandards和andhasbenerconizedasthemotoconfigureonfileforthimantessisdecomplementofnetworkmon elligentcommunicationnode which hason-sitedataacquisitionandcontrol， 与can bus通信功能youcancommunityentcontronfigurationwithothercanbusintelligentcontrolnodetransmissionstatus和variv eceivecommandsfromthecontrolnodea elligentcontrolisthecontroltheoryandtechn fdevelopment手册andrappaidlydevelopingarea.itisprimarilythemusettraditionalmesstosolveddifdifficutcontrollcontrollproblemof words : n et work监视、CAN bus、 SJA1000 PCA82C250电网监视系统的CAN总线智能通信节点设计III目录1绪论绪论.1.1智能网格的概念2.2现场总线的概念.3.3现场总线的生成和发展41. 4现场总线的结构模型.6.2网格监视的控制器站域网络总线(用于网格监视的控制器本地网络巴士(cancan ) ) .8.2can总线的技术规格. .10 3 3 CANCAN总线智能通信节点设计总线智能通信节点设计. 14 3.2 CAN总线通信接口的控制和驱动_ _ _ _ _.163.3can通信接口电路设计. 24 4.1 SJA100 0的初始化. 26 4.3信息的接收程序. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 具体利用先进技术提高电力系统在能源转换效率、电力利用率、供电质量和可靠性等方面的性能。 智能电网的基础是分布式数据传输、计算和控制技术，以及多个供电单元之间数据和控制命令的有效传输技术。 智能电网通过传感器连接各种设备、资产，形成客户服务总线，整合信息进行分析，降低成本，提高效率，提高电网整体可靠性，优化运行和管理1。智能电网必须具有实时监控和分析系统现状的能力：包括识别故障初始征兆的预测能力和对已经发生的干扰作出响应的能力。 智能电网也需要继续整合企业资产管理和电网生产运行管理平台，为电网规划、建设、运行管理提供综合信息服务2。 CAN是控制器区域网络的缩写(以下简称CAN )，是ISO国际标准化的串行通信协议。 在现在的汽车产业，为了安全性、舒适性、便利性、低公害、低成本的要求，开发了各种各样的电子控制系统。 由于这些系统之间的通信所使用的数据类型和对可靠性的要求不同，所以往往由多个总线构成，线束的数量也增加。 为了满足“减少线束数量”、“通过多个局域网进行大量数据高速通信”的需求，1986年德国电器商博世公司开发了面向汽车的CAN通信协议。 之后，CAN在ISO11898和ISO11519中标准化，现在在欧洲成为汽车网络的标准协议。 目前CAN的高性能和可靠性得到认可，广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等。 现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，以自动化领域的计算机局域网而闻名。 它的出现为分布式控制系统实现各节点间实时可靠的数据通信提供了强大的技术支持。 CAN属于现场总线的范畴，是有效支持分散控制和实时控制的串行通信网络。 与目前许多RS-485基于r线构建的分布式控制系统相比，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显优势： 首先，CAN控制器以多主方式工作，网络中的各节点根据总线访问优先级(取决于消息标识符)以无损结构的位为单位仲裁方式向总线发送数据，CAN协议废除站地址代码，取而代之编码通信数据不同的节点能够同时接收相同的数据，这些特征由CAN总线构成的网络的各节点之间的数据通信的实时性较强，容易构成冗馀结构，提高了系统的可靠性和系统的灵活性。 RS-485只能构成主机从机方式的系统，通信方式也只能用主机从机方式进行，系统的实时性、可靠性低3。 CAN总线然后经由CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL连接至物理总线，CANH终端的状态仅处于高电平或浮动状态，而CANL终端是电力网络监视系统的CAN总线智能通信节点设计2 这保证了RS-485网络上不会出现问题，如果系统出现错误，并且多个节点同时向总线发送数据，则总线会短路，某些节点会损坏。 CAN节点还具有在错误严重时自动关闭输出的功能，并不影响总线上的其他节点的操作，以确保网络不出现现象，并在各个节点上出现问题，导致总线处于“死锁”状态。 而且，CAN拥有的完美通信协议可以用CAN控制器芯片及其接口芯片实现，大大降低了系统开发的难度，缩短了开发周期。 仅靠电气协议RS-485是无法比较的4。 此外，CAN总线是形成了具有比其他现场总线通信速度高、容易实现等多种特征的国际标准的现场总线。 这些也是目前CAN总线应用于许多领域，具有强市场竞争力的重要原因。 1.1智能电网的概念1.1.1智能电网的意义智能电网没有确定的概念，各领域专家从各种角度阐述智能电网的内涵，并根据研究和实践的深度不断细分。天津大学馀李鑫院士定义：智能电网是一个完全自动化的供电网络，其中所有用户和节点都被实时监控，保证了从电厂到客户机设备的所有方面的电流和信息双向流动。 智能网格通过广泛应用的分布式智能和宽带通信以及自动控制系统的集成，可以保证市场交易的实时进展和网格上各成员之间的无缝连接和实时交互。 智能电网是经济和技术发展的必然结果，具体是利用先进技术来提高电力系统在能源转换效率、电力利用率、供电质量和可靠性等方面的性能。 智能电网的基础是分布式数据传输、计算和控制技术，以及多个供电单元之间数据和控制命令的有效传输技术。 相对于智能电网技术，美国和欧洲已经形成了强大的研究集团，研究内容复盖了发电、输电、配电和销售等环节，许多电力企业也积极开展智能电网建设实践，通过技术和具体业务的有效结合，智能电网建设是企业的生产也就是说，智能电网将各种设备、资产用传感器连接起来，形成客户服务总线，整合分析信息，降低成本，提高效率，提高电网整体可靠性，优化运行和管理。 1.1.2智能电网与传统电网的不同传统电网是一种刚性系统，电源的接通和退出、电能的输送等没有灵活性，电网没有动态灵活性和组性，垂直多级控制机构的反应缓慢， 无法建立实时可配电的电网监视系统CAN总线智能通信节点设计三个可重组系统的系统自恢复，自恢复能力完全依赖于物理冗馀，服务简单，信息单向的系统内部存在多个信息孤岛，信息共享不足。 虽然局部自动化的程度在不断提高，但由于信息的不完善和共享能力的薄弱，系统中多个自动化系统被分割，局部、孤立，不能构成整个实时有机统一，所以电网整体智能化程度很低。 与传统电网相比，人们进一步扩大了智能电网获得电网全景信息(具有完全、准确、准确的时间剖面、标准化电流信息和业务流程信息等)的能力，以牢固、可靠性、流畅的物理电网架构和信息交换平台为基础，需要服务生产的全过程， 整合系统的各种实时生产和运营信息，加强电网业务流的实时动态分析、诊断和优化，为电网运行和管理者提供更全面、完整、细致的电网运行状况图，提供相应的决策支持，控制实施方案和应对方案，更细致、准确、及时与传统电网相比，智能