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CAN总线在分布式变电所自动化系统中应用

发布时间:2021-01-06 发布时间:
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1引言

随着微机和电子技术的飞速发展,越来越多的智能装置在变电所中得到应用,极大地提高了变电所测量和控制系统的自动化水平。变电所强电磁干扰的工作场所,对自动化设备尤其是对其中涉及到的通信网络的抗干扰能力提出了很高的要求。根据变电所中开关设备和互感器的安装方式、环境以及对系统自动化程度的不同要求,整座变电所的测量控制系统一般采用集中与分散结合的方式构成,控制既可以做到集中控制(在主控制室中的集中控制台或屏上进行),也可对各开关进行分散控制(由安装在开关设备跟前的控制箱完成)。

变电所自动化系统主要由各种开关的智能控制单元、电气参数测量单元和继电保护装置构成,在这些智能化设备之间存在着信息交换的需要,同时整个变电所自动化系统还要与调度中心进行信息交换。通信网络在变电所测控自动化系统中担当着及时准确地传送控制命令、及时反馈回控制结果、变电所电气参数和设备各种状态的任务,其重要性不言而喻。本文通过一个实际应用例子,讨论把CAN总线应用分布式变电所自动化系统中方案的确定、软硬件设计中注意的相关问题。

2变电所测控自动化系统的常用通信模式

2.1并行通信

并行通信模式多用于各种智能化仪器与微机之间的通讯,具有数据吞吐能力强的优点,同时,系统造价、长距离通信时抗干扰能力是制约其广泛应用于变电所自动化系统的主要原因之一。这种通信方式在变电所中,主要应用在报表打印方面。

2.2串行通信

RS232,CCITTV.24,V.11等通信标准在计算机数据传输领域内被长期而广泛地应用,较低的价格、较高抗干扰能力是他们的优点,但较低的通信速率和点对点传输方式成为制约他们广泛应用于变电所自动化系统通信网络的主要原因之一。RS232在变电所的各种测量、控制和保护装置上应用较多。

2.3现场总线

分布式变电所自动化系统是由测量、控制和保护等智能单元构成的一个有机整体,在整个变电所中分散安装有针对以上特点,在最低层次上设计出的一种造价低廉、通信吞吐能力较强而又能有效抵御现场环境电磁干扰的通信系统。

现场总线由于在抗干扰能力、造价等方面的优点,成为自动化系统中网络构成的重要选择对象,现场总线有很多种,各有长处,根据变电所自动化系统的实际情况,在应用中选择了控制器局域网。

控制器局域网是一种支持分布式实时控制系统的通信网络,属于现场总线的一种。CAN总线是一种多主(或无主)总线,总线上各节点均处于平等地位,该总线的一个显著特点是无破坏性信息传输,最高通信速率可以达到1 Mb/s,每次发送报文长度8 B,超过8 B长度的报文必须进行分割和拼接处理。

3CAN总线应用方案的确定、硬件设计中的注意事项

目前变电所许多测量、控制和保护装置多数带有串行通信接口,在硬件平台和应用软件方面的开发趋于成熟,采用何种通信网络,就不能不兼顾原有系统的技术现状,在对系统进行技术经济比较后,提出如图1所示的系统方案。



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