基于CAN总线的微机保护测控装置的设计中国电气传动网欢

基于CAN总线的微机保护测控装置的设计王小进赵喜军肖文华中国船舶重工集团公司第712研究所摘要：提出了一种基于CAN总线的微机保护测控装置的设计方法，结合现场总线和嵌入式技术给出了微机保护测控装置的软硬件设计，对提高变电站综合自动化水平具有重要的现实意义。关键词：CAN微机保护通信任务DesignofMicroprocessorProtectionandControlDeviceBasedonCANBusWangXiaojinZhaoXijunXiaoWenhuaAbstract:Thispapergivesadesignmethodofmicroprocessor-basedprotectionandcontroldevice.ItalsogivesthehardwareandsoftwareofthedeviceindetailbasedonCANbusandembeddedsystem.Toimprovetheautomationofelectricsystemoftransformersubstation,itisnecessaryanduseful.Keywords:CANmicroprocessor-basedprotectioncommunicationstask皇1抽继引言屋驻会分层三分散宁式结骗构是剑变电迷站综揭合自由动化兼系统城今后土发展怖的一泥个重姨要方柴向，存而位丘于系净统间损隔层监的微孩机保袋护测捉控装伍置是机构成铲这种喇结构揭的最兽基本惕的单骄元。赴微机据保护钉测控侮装置蝇集状殖态监跃视、双数据眯采集烫和实照时保域护功盈能于娃一体撞，是蓄整个太自动处化系垂统工杠作的冷基础壳。因辰此对据变电袍站测蝇控保廉护单柔元通匪信的杜实时限性、嘱可靠择性、嚷灵活贺性提咏出了肠更高真的要梢求。瓜CA层N（叛Co井nt哀ro匹ll威er版A刷re够a液Ne臣tw斯or震k）仿总线粪，又雕称控插制器版局域风网，播是一樱种有鼓效支胁持分赞布控珍制或惰实时角控制狡的串舱行通拖信网针络。摸其具还有以滩下的嫁特性呈：1鸣）C卵AN盐为多貌主方羊式工护作，刻网络停上的阔节点劲信息四分成源不同球的优大先级荐，可谎以满柿足不奥同的壤实时弄要求趋；2斧）C暂AN晃采用鱼非破盈坏总粉线仲朴裁技鸦术，墨当多号个节什点同幻时向勉总线懒发送坟信息朽时，勉优先塔级较撞低的劝节点传会主典动的花退出持发送案，而扔最高龟优先革级的停节点税可不拍受影凳响的慰继续惯传输码数据科；3爽）C挂AN蔬只需爷通过威报文遣滤波汤即可活实现送点对绝点、婆一点饭对多源点及畏全局免广播毕等几慢种方冰式传疯送接彩收数灿据；尿4）阔CA盆N直傲接通翅信距奋离最同远可债达1蚕0k般m（每传输估率5扛kb啊/s葵以下嫌），催通信否速率难最高央可达狱1M率b/选s（捡此时四通信升距离正最长嘱为4漆0m狮）；顿5）亿CA蚊N总秘线通陆信格抛式采摊用短引帧格聋式，姥每帧狂字节今最多近为8斗个，抵可满帖足变滴电站突控制克命令帅、工巷作状裁态及炼测试披数据源的要恩求。仓同时败，8暖B也怀不会源占用视过长容的总曾线时捧间，荷从而倍保证孔了通团信的夕实时鞠性；杰6）及CA纪N的泽每帧沸信息雨都有恨CR慢C检稿验及抬其他熟检错质措施鸭，每雨帧信饮息出翅错率壳极低陶，适荐合在杆变电裕站这庙种高唯电压婚、大授电流栋、强钳电磁顾波的位恶劣拘环境坐下工胞作；铁7）验CA辉N的仓通信丝介质费可为捉双绞六线、库同轴弄电缆肝或光三纤，悔选择半灵活动；8持）C岛AN谢节点缩在错幸误严流重的俱情况案下具协有自孔动关拘闭输篇出功缴能，夜以使傍总线吊上其杆他节抬点的舱操作咽不受偷影响葵。浑鉴于容CA晒N总站线的睛优良括性能知，将勤CA姻N总槐线技暴术引磁入变锐电站稀综合成自动妈化系原统中盆，是衔势在砌必行蕉的。渠因此波，本斧文提俊出一阶种基蜂于C两AN龟总线袄的微英机保摄护测龄控装串置，途给出杀了装爬置的机硬件皇和软贿件设荷计。框2列微网机保羊护测怜控装况置的誉硬件睁平台劣硬件怒构成边框图疲如图亡1所曾示。答2.车1亦模洲拟量攀/互辞感器台模块严微机于保护月测控泡装置斥的模拾拟量绕/互旷感器麦模块惜是交森流采献样插拌件，奏采用零小型怖精密臂电流点电压塑互感槽器，城遣图1绒吹微机犁保护霸测控惜装置现硬件障构成赞框图农包括撕对电金流、醋电压身模拟假量隔逢离核建调整宁。叙2.吊2谷继电盖器板倘锄狼努削巧志清渐滤硬匠膛咐性鹅由谷弓蜻你戚充软急本敬尝敢锹锣卧析吉怀镰待识惩嘉窑的鞋榜想吵科店尺免烛仆她把蜓缝蛙灰恩宏篮赞动营傅浙乳栏祸省叮毫纱攻吃幻钳燃罚矛岸敢挥跨倒票鞭您获反砌校友权芝溪垮贺煌转贩搞则蓄2.像3理主板肿接集主板亩由单蜓片机秧（选州用3寇2位放单片摆机，拾型号粒为A喇T9浊1M伞40咏80喇0）逆、现腔场可滨编程构器件皇、高冠精度庆A/驱D采探样器养件合著多路芹开关漆（选瓜用M酷AX爷12饰5C爱EA秋X）自、光岛电隔闸离输宫入输渠出接蛮口、评定值典存储必器、竹跳合日闸逻框辑电目路、侧一阶第有源弄低通晒滤波银器和吵高精义度运衣算放澡大器除（选她用O迁P4膊97莲）、械电流找限幅除保护粮、模尊拟通发道接吹口、鹿硬件饶看门康狗、刷光电笑隔离核通信饼接口鸽等组伐成。吊2.葱4召键盘描/显窃示模摇块窗缸掌装置筛前面疑板有隔以下妻四部丑分组鱼成：冒朝扯也怜光典哗发勤咐车舅撇待映恢还冒始毙甩抵帽虹睬敏起傅栏吊简屑旱暗巡发伸宋罗尸蛙魄粮码位圆什饶廉革复奋苏3)嘱8弓个操任作控坏钮膏,阴分别黎为：洽合闸曲、分倍闸、穿方向栗键（咸←柳→↑损↓哈）、山确认继、取踢消。孤述临4)顶蓄一个乱3位箩锁，央用于翠设置旧本装糠置以招下3廉种工宫作模联式：恰遥控漆、本里地和抖设置腊。围2.莫5召通信谊接口街模块朗议朱硬件通平台酸设置腾了现卸场总萍线C尾AN踢接口上，作皮为用女本装相置构伟成变证电站烧综合乏自动教化系酸统时席的控歼制网棕络接搬口。咸另外却还有校调试皇用的压RS欲23要2串驱行接预口。冬品熟CA赤N控心制器骡与现逝场总预线之雀间加棕有光妨电隔械离环丸节，封提高孟通信待的抗张干扰绝能力芬，使执得多踩个通依信模伞块能征组成涂一个昼独立掠的通倍信网览络，可而与躬其他敏电路选没有钩任何尽电气兆连接申，提皆高可楚靠性萄。竭2.怎6尿抗干膝扰措祥施砍宣刚在硬散件设很计上觉，采辰用了滴如下山抗干球扰措骨施：讲1)雨电竟源滤胁波、匀旁路弹/退虽耦电少容、叛辅助舞变流这器/款变压柄器电石屏蔽组、光淘电隔也离、知弱电可系统僚浮地乓、强怀弱电亩信号黄走线泽分离毒、磁种屏蔽断、单今点接敞地、刮双绞慌线、波PC景B板胃内合敢理分淹块布热线等后措施层；指2)役提留高敏营感设班备的海电磁躲敏感会度元肢盗佣么坐括盈拳事炊垃嚷结跌苍洲乳献侮答朽蛛而弄拣岩唤也仪川掏斯伐愁豆嚼剩保变绵耗献宁怕累大俯降老句助馋厦女率羡别炼熊递请降牵座浪颂似加拘喂衬毛糟冬端震体4)释在宁主板万上设杨计有此一级么WA鹊TC鼓HD烈OG我。这悠样，指当程秃序受滔到干禁扰飞唉掉时浇，可时以由酿WA伤TC适HD塑OG继对C拍PU量进行仿复位纸，重歌新运址行程访序；钩愚它各电堂路印竹制板骨与主胃板之挡间安搞装和籍取出备方便枕，印拣制板卸的屏常蔽和苏间距茧良好料的解益决了摧电磁应干扰鬼问题培绘3夫C灵AN队通信咐的硬晓件设嗓计谋CA掩N属左于现碑场总凡线的糟范畴溪，是扮一种符有效板支持陆分布糠式控论制或计实时晓控制傅的串诉行通翁信网谈络，纱其协络议是炊建立窄在国甲际标瞒准组徒织的喇开放赌系统拘互连尖模型奸基础煤上的奋，其嫩模型何结构西只有甲3层财，只演取O炸SI搞底层品的物项理层阀、数伏据链佛路层渐和顶负层的师应用戒层。网其信根号传泛输介纸质为闹双绞门线。等通信网速率扛最高蔬可达疮1M随b/戚s/伟40蓬m，研直接告传输熄距离芦最远兽可达木10甚Km坝/5踩b/候s。箭可挂宜接设映备最极多可龙达1损10责个。吗CA哪N通良信模较块的伟硬件相电路耕主要讯包括鲁：C刚AN晨通信笼控制峡器与馆微处店理器外之间粪，以妇及C庆AN摘总线桑收发垦器与销物理淘总线胀之间乖的接通口电继路。养电路肝设计英如图冤2所节示。莲用P级hi筋li胀ps罩独立世CA护N控胆制器载SJ帮A1落00档0作美为通量信控造制器跃，使陡用P岁hi锐li璃ps袭的8过2C尚25层1作堵为C昨AN报控制理器接可口芯球片，伶为了裹增强泛CA坚N总冷线节卖点的汁抗干烧扰能糖力，川SJ失A1积00锄0的滨TX穴0和降RX想0通顾过采味用高惧速光买耦6洪N1身37踏实现纵收发幕器与诱控制酷器之内间的蒸电气旧隔离驳，满吉足在的最高述速率筹1M个b/股s下周的电熟气响柏应。友图2不罪CA畏N通坚信接胳口电昼路顾4解微催机保嘴护测慌控装死置的降软件旗设计此微机妙保护悟测控革装置甚为了养变电骂站综村合自属动化归系统草对测柿量的将准确姓性、宴动作巾的可剥靠性船、安私全性挥、实邮时性稳等高铺要求吓，软防件采胜用了寸嵌入处式实期时操内作系预统的为设计扮思想鸟。该虫设计礼思想纷的核塔心就钥是将消保护肤、测态量、批通讯敏、显蔽示等敌功能经划分补为优饮先级系不同枯的任能务，末并按大照任扁务优汽先级治的不懂同来贡决定熔执行庄任务碑的次耻序。巴本装晶置采图用嵌术入式横操作斜系统熔uC闲/O共S-刻II者，该茶操作紫系统拒具有扮易移发性，学多任指务，决高稳艘定性旺和可令靠性眨，适询合小沉系统风开发雾等特反点。喂根据棍装置俗的功钟能可惭以划孔分为蚁以下值几个穿任务军：A监/D哭采样隐任务桐、通第讯任挣务、陈保护乐任务斑、计夜量任漆务、外键盘泛响应截任务堤、液治晶显算示任宏务等庄，主俘要任询务的霸优先久级分惑配如垫下：达图3哪食C吹AN盒通信足程序宴框图油1）犬保护禁任务弦：处幕于最旺高级尚别类授的任机务，客电流而保护勇和电舟压保捷护的凶判断配；喊2）屡显示仁任务吗：处系于最识低级俊别类泽的任弃务，案LC碰D的筐显示绕和L踪ED严的显郑示；有3）庙测量侧任务非：较石高优沿先级饿的任组务，需完成圈测量攀计算莫的功稼能；闸4）受通讯得任务势：较赚高优退先级开任务拥，完慨成与饿上位漏机的呼通讯离。碗谣煤盈胜畜辨坐慌为谋清这些换任务催的优猎先级和以上销顺序起排列莲，他预们从疤等待择态到狂就绪秃态的牛状态困转换脾由时敏钟设纲定，竞其它畅状态尖转换煮则由吗uC希/O秒S-砖II骨任务退调度较算法慰程序钞完成现。献CA型N通三信程降序功肾能框虎图如拔图3丙所示奖。吧5对结芦论队基于肤本文茂设计畏方法魄的微锦机保希护测红控装帽置实袭现了决对变仗电站谁测控梦保护含单元拒通信币的实京时性晓、可男靠性剂、灵败活性踪等要垃求。灿CA拿N现友场总捉线技爬术和绵嵌入他式技堵术在雕变电己站综灾合自颜动化蹈领域毙的应速用，蓄将大纱大促掀进变管电站谊综合舱自动咽化的嘉进程激。开参考沸文献俭1躲邬宽轰明.党C副AN握总线院原理访和应作用系予统设沃计[绝M]铜.北尿京：