摘要：變電所自動化系統(tǒng)主要由各種開關(guān)的智能控制單元、電氣參數(shù)測量單元和繼電保護裝置構(gòu)成，在這些智能化設(shè)備之間存在著信息交換的需要，同時整個變電所自動化系統(tǒng)還要與調(diào)度中心進行信息交換。通信網(wǎng)絡(luò)在變電所測控自動化系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)著及時準(zhǔn)確地傳送控制命令、及時反饋回控制結(jié)果、變電所電氣參數(shù)和設(shè)備各種狀態(tài)的任務(wù)，其重要性不言而喻。

        本文通過一個實際應(yīng)用例子，討論把CAN總線應(yīng)用于分布式變電所自動化系統(tǒng)中方案的確定、軟硬件設(shè)計中注意的相關(guān)問題。
　　
　　2.變電所測控自動化系統(tǒng)的常用通信模式
　　
　　2.1并行通信
　　
　　并行通信模式多用于各種智能化儀器與微機之間的通訊，具有數(shù)據(jù)吞吐能力強的優(yōu)點，同時，系統(tǒng)造價、長距離通信時抗*力是制約其廣泛應(yīng)用于變電所自動化系統(tǒng)的主要原因之一。這種通信方式在變電所中，主要應(yīng)用在報表打印方面。
　　
　　2.2串行通信
　　
　　RS232，CCITTV.24，V.11等通信標(biāo)準(zhǔn)在計算機數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域內(nèi)被長期而廣泛地應(yīng)用，較低的價格、較高抗*力是他們的優(yōu)點，但較低的通信速率和點對點傳輸方式成為制約他們廣泛應(yīng)用于變電所自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的主要原因之一。RS232在變電所的各種測量、控制和保護裝置上應(yīng)用較多。
　　
　　2.3現(xiàn)場總線
　　
　　分布式變電所自動化系統(tǒng)是由測量、控制和保護等智能單元構(gòu)成的一個有機整體，在整個變電所中分散安裝有針對以上特點，在zui低層次上設(shè)計出的一種造價低廉、通信吞吐能力較強而又能有效抵御現(xiàn)場環(huán)境電磁干擾的通信系統(tǒng)。
　　
　　現(xiàn)場總線由于在抗*力、造價等方面的優(yōu)點，成為自動化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的重要選擇對象，現(xiàn)場總線有很多種，各有長處，根據(jù)變電所自動化系統(tǒng)的實際情況，在應(yīng)用中選擇了控制器局域網(wǎng)。
　　
　　控制器局域網(wǎng)是一種支持分布式實時控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，屬于現(xiàn)場總線的一種。CAN總線是一種多主(或無主)總線，總線上各節(jié)點均處于平等地位，該總線的一個顯著特點是無破壞性信息傳輸，zui高通信速率可以達到1Mb/s，每次發(fā)送報文長度8B，超過8B長度的報文必須進行分割和拼接處理。
　　
　　3.CAN總線應(yīng)用方案的確定、硬件設(shè)計中的注意事項
　　
　　目前變電所許多測量、控制和保護裝置多數(shù)帶有串行通信接口，在硬件平臺和應(yīng)用軟件方面的開發(fā)趨于成熟，采用何種通信網(wǎng)絡(luò)，就不能不兼顧原有系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀，在對系統(tǒng)進行技術(shù)經(jīng)濟比較后，提出如圖1所示的系統(tǒng)方案。
　　
　　該方案考慮了原有的測量、控制和保護等裝置，軟硬件上不作改動，只是在原裝置與網(wǎng)絡(luò)之間增加一個RS232和CAN總線的轉(zhuǎn)換器，考慮到變電所網(wǎng)絡(luò)信息的吞吐量不大，該轉(zhuǎn)換器以51單片機為核心，利用單片機的RS232接口與微機測量、微機控制和微機保護進行通信，在51單片機上擴展一個CAN總線接口，所需的+5V電源也從測量、控制和保護裝置中獲得(51的RS232接口芯片采用單一+5V電源的那種)。此外，主控臺以工業(yè)控制機為核心，同時擔(dān)負變電所內(nèi)部通信管理任務(wù)和與遠方調(diào)度中心的通信任務(wù)，在工業(yè)控制機中直接選用一塊CAN總線插卡就可以了。
　　
　　該方案的優(yōu)點是開發(fā)周期短，無需對原有測量、控制和保護裝置進行大的改動。值得注意的是，CAN總線對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)是有限制的。另外，在選擇通信速率時，也要考慮通信距離的限制，在實際應(yīng)用中，根據(jù)系統(tǒng)通信流量的評估和變電所實際情況，選擇通信速率為50kb/s，對應(yīng)的通信距離限制為1.3km。
　　
　　4.CAN總線應(yīng)用中編程注意事項
　　
　　CAN總線協(xié)議根據(jù)接口芯片不同可以有版本2.0A和2.0B兩種，兩者差別不大，對于應(yīng)用者來說，更重要的是如何收發(fā)信息。
　　
　　在變電所自動化系統(tǒng)中，有些信息的字節(jié)數(shù)可以比較短(如開關(guān)變位信號的傳送)，在8B內(nèi)，這種報文可以一次發(fā)送完畢。而有些信息的字節(jié)數(shù)較長(如測量數(shù)據(jù))，無法把一幀報文一次發(fā)送完畢，因此，在發(fā)送軟件模塊中需要進行把報文分成幾段，每次發(fā)送一段。同樣地，在接收時，需要進行判別，如果是在8B長度內(nèi)的報文，則無需另外處理，如果報文內(nèi)容的字節(jié)數(shù)超過8B，就對所接收的信息進行報文恢復(fù)處理。為了對報文進行恢復(fù)，在進行報文幀打包時，在報文中加入報文長度內(nèi)容。只有*接收完畢的報文才送入報文解析處理環(huán)節(jié)中。
　　
　　在應(yīng)用中應(yīng)該注意的另外一個問題是，CAN總線控制器在實際運行中，存在著進入總線脫離狀態(tài)的可能，在應(yīng)用軟件中應(yīng)加入訪問總線狀態(tài)的模塊，如果發(fā)現(xiàn)控制器處于總線脫離狀態(tài)，要及時對總線控制器進行復(fù)歸操作。
　　
　　5.結(jié)語
　　
　　本文所提以CAN總線網(wǎng)絡(luò)為核心的變電所自動化系統(tǒng)已經(jīng)通過調(diào)試后投入實際運行，網(wǎng)絡(luò)通信速率采用50kb/s，運行情況良好，控制響應(yīng)快、狀態(tài)變位上傳迅速，整個系統(tǒng)運行情況*達到設(shè)計要求。