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基于CAN 总线的变电站多机轮询通信系统设计
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2020 年(第四届)电力设备管理智能化技术研讨会 - 188 - 基于 CAN 总线的变电站 多机轮询通信系统设计 国网安徽省电力有限公司凤台县供电公司,王高高 摘 要:当前,在变电站多机控制方面,常用的控制方式为对主控制器引出多条并行式信号线,实现单个主控制器 对多台运行设备的控制、交互,这种控制模式通常存在信号线走线占体积大、整机同步性能差、易受干扰、扩展维护困 难等一系列问题。新型串行总线 CAN 总线具有抗干扰能力强、传输效率高、应用成本低等优势,能够很好的替代传统集 中并行式多机通信控制架构。然,现行基于仲裁发送机制的 CAN 总线通信方式,存在诸如通信通道易堵塞、实时性、可 靠性差等问题,本文针对 CAN 总线通信系统应用中所存在的弊端,设计了基于 CAN 总线的变电站多机轮询通信系统。系 统 CAN 总线通信机制为采用主从控制下的节点轮询方式。最后,通过实验完成了 CAN 总线轮询通信测试,结果表明,CAN 通信实时性高,整机运行稳定、可靠。 关键词:变电站;串行总线;实时性;CAN 总线;轮询通信 随着智能电网技术发展,运维人员及主管部门 对变电站多机通信的实时性、可靠性提出了更高的 要求。相应的,多机通信技术也紧跟应用需求,得 到了前所未有的发展 [1,2]。 当前,在变电站多机通信领域,常用的控制方 式为集中并行式架构,这种通信、控制模式往往存 在通信可靠性差、通信效率低、通信信号线较多、 占用空间大等因素,其弊端显而易见。变电站多机 主从通信系统, 既要兼顾整个系统的协调性, 又要考虑 数据传输的实时性。 传统多机通信控制架构已不能满足 生产运行中对多机主从同步、精准控制的需要 [3,4]。 伴随着总线技术在多机控制领域的应用,科技 专家提出了网络化的多机控制系统的理论并寻求技 术实现,网络化、高效率和高精度是多机控制系统 发展的必然趋势。基于串行总线(如 CAN 总线的应 用)的分布式多机控制系统具有通信数据线精简、 整机结构简约、灵活性好、维护方便、扩展能力强 等优点。基于 CAN 总线的多机通信系统整体性能相 对于并行集中式有很大的提升,然而,现行基于 CAN 总线的多机同步通信、控制仍存在实时性、可靠性 差等问题 [5~7]。系统整机通信机制所存在的缺陷,严 重阻碍了多机控制系统的发展与应用。针对上述变 电站多机通信技术层面与实际应用所存在的问题, 本文给出了基于 CAN 总线的变电站多机轮询通信系 统,实现对多机运行的实时、同步控制。 1 CAN 总线轮询通信架构图如图 1 所示。 子节点微控制 器电路 子节点1 子节点2 子节点3 子节点4 主节点 120Ω 120Ω CAN通信电路 CAN通信电路 CAN通信电路 CAN通信电路 上位机 子节点微控制 器电路 子节点微控制 器电路 子节点微控制 器电路 CAN通信电路 主节点微控制 器电路 图 1 系统架构

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