基于CAN總線的工廠電力監測分析網絡系統設計

3.系統構成原理
　　本工業配電監測系統是對大中型企業的配電間進行監測。配電間內設有多個配電屏(本系統中為20個)，每個配電屏可對一部分用電地區進行停、送電控制，用電狀態可通過安裝在配電屏內的電壓、電流互感器間接測量和評估。配電間管理所要監測的主要參數為配電系統的運行狀態信息(配電系統的母排電壓、電流及功率)以及結構狀態信息(斷路器、隔離開關和保護繼電器等的合、分狀態)。根據上述要求，本系統在保證系統可靠工作和降低成本的條件下，考慮到通用性、實時性和可擴展性等方面的因素，采用了主要由上位計算機系統和網絡節點模塊構成的系統結構。
　　上位計算機系統由通用個人計算機以及接通至通用PC機內部的CAN總線通信接口適配卡PCCAN組成。上位計算機系統負責系統的總體調度，向網絡節點發送命令，接收節點數據，并對節點信息加以分析、存儲、顯示及打印。

　　CAN網絡由20個網絡節點組成，根據來自上位機系統的控制命令進行數據采集。網絡節點負責對母排電壓、電流及功率進行檢測，并對零序電流和母排電壓進行故障錄波。對故障錄波信號的采集速率為每秒鐘3000次。除對運行狀態信息的采集外，網絡節點還對8路結構狀態信息進行高速檢測，采集速率為每秒鐘100次。網絡節點模塊中采用以P80C592微處理器為核心的硬件結構，分別對各路模擬量及開關量進行采集，并根據主計算機的命令傳送數據。
　　本系統采用PHILIPS的帶有在片CAN控制器的微控制器P80C592，它是適用于自動化和通用工業應用的8位高性能微控制器。網絡節點的通訊部分主要由P80C592的CAN控制器及CAN控制器接口器件82C250(在適配卡PCCAN上)組成。CAN控制器負責與微處理器之間的狀態、控制和命令信號的交換，并承擔網絡通訊的控制任務。82C250是CAN控制器和物理總線間的接口，可以提供對總線的差動發送能力和對CAN控制器的差動接收能力。
　　CAN網絡的拓撲結構采用總線式結構，這種結構比環型結構信息吞吐率低，并且用無源抽頭連接，系統可靠性高。信息的傳輸采用CAN通信協議，通信介質僅采用兩條雙絞線即可。系統的總體結構如圖1所示。