CAN现场总线在智能配电系统中的应用

　　引言

　　本文为计算机机房开发的智能配电系统iPDS(Intelligent Power Distribution System)很好地满足了以上要求,具有智能化和人性化两大特点。本系统采用CAN总线进行数据的交互传递,很好地满足了系统可靠性、实时性及成本方面的要求。

　　系统设计

　　本智能系统对机房内各路电源的电流、漏电流、零地电压、自动空气断路器的运行状态等信息进行实时监测、显示,具有实时报警、详细记录等功能,并可以根据用户要求灵活地配置各路监测信息。可以在显示屏上查询机房各路电源的使用情况,尽早发现和消除隐患,实时处理故障,进一步提高了系统的可靠性。

　　本系统由数据处理单元、数据采集节点、LED显示节点、触摸屏等组成,具体系统结构如图1所示。

　　图1 智能配电系统结构图

　　整个系统结构复杂,功能完善,触摸屏通过RS-485与数据处理单元相连,数据处理单元、数据采集节点和LED显示节点都挂接在CAN总线上,各组成部分提供不同的功能：

　　1. 数据处理单元有两个CPU,单片机AT89C58和P87C591,二者通过双口RAM进行数据交换,其中AT89C58与触摸屏通过RS-485通信,处理触摸屏上的显示和设置信息,P87C591处理CAN总线上的交互信息。

　　2. 触摸屏是系统的主界面,用于设置系统的配置信息,显示当前各路的电流、漏电流、零地电压和自动空气断路器的状态等,并可以查看历史报警记录。

　　3. 数据采集节点采集各路模拟量和开关量信息,通过CAN总线传输,以供数据处理单元处理。

　　4. LED显示节点主要显示当前各路的模拟量和开关量的报警信息,便于用户查看,使系统更加人性化。

　　CAN总线硬件设计

　　P87C591简介

　　在系统中,采用Philips公司生产的P87C591单片机,该单片机是一个8位高性能微控制器,具有片内CAN控制器,大大简化了硬件电路的设计,提高了CAN接口的稳定性。

　　P87C591采用了强大的80C51指令集,并集成了SJA1000 CAN控制器的PeliCAN功能。

　　P87C591连接的CAN节点电路设计比较简单,所需的外部元件只是一个晶振加两个电容驱动片内震荡器、一个连接到复位脚的电阻、电容。使用片内上电复位电路以及一个收发器将P87C591连接到CAN总线上。

　　CAN总线通信过程及标识符的分配

　　本系统对实时性要求高,数据传输量大,数据采集节点采集的信息应快速上传到数据处理单元,以便及时处理,数据处理单元将触摸屏上的设置信息实时传递给数据采集单元;数据处理单元处理完采集的信息后,将当前的系统状态及时地在LED显示节点上显示出来,并指挥继电器动作。