CAN总线在变电所综合自动化中的设计及应用

　　前言

　　城市轻轨与地铁供电系统是一个特殊的系统，其安全性、可靠性要求高，为了实现系统的安全可靠运行，必须实现电力系统的调度、运营和管理的自动化。变电所综合自动化是电力系统自动化基本组成，也是实现电力监控系统功能的前提。

　　在电力监控系统中，现场总线是变电所综合自动化的流通动脉，是变电所综合自动化三大构成部分设备管理层、所内通信层和间隔设备层中的一个主要构成部分即所内通信层。通过总线通信，从现场采集的大量信息和数据被快速、准确、实时地上传到监控中心，同时由监控中心下达的控制命令也被准确无误地发送到控制单元，及时采取措施避免事故发生。

　　目前，在既有地铁运营系统中，间隔层供电设备的微机保护测控与其他微机型的自控装置间的通信大多通过RS422/RS485 通信接口相联接，实现监控系统与微机保护和自动装置间相互交换数据和状态信息。采用RS422/RS485 通信接口虽然可实现多个节点(设备)间的互连，但连接的节点数一般不超过32 个，在变电所规模稍大时，满足不了综合自动化系统的要求;其次，采用RS422/RS485 通信接口，其通信方式多为查询方式，即由主计算机提问，保护单元或自控装置应答，通信效率低，难以满足较高的实时性要求;再者，使用RS422/RS485 通信接口，整个通信网上只能有一个主节点进行通信管理和控制，其余皆为从节点，这样主节点便成为系统的瓶颈，一旦出现故障，整个系统的通信便无法进行。而20 世纪80 年代中期发展起来的现场总线有效地解决了以上问题。

　　CAN(Controller Area Network)总线以其通信速率高、可靠性高、连接方便和性价比优等特点成为现场总线的推荐标准之一，在城市轻轨与地铁电力监控系统(SCADA)中有着广阔的应用前景。

　　1 CAN技术的特点

　　变电所综合自动化区别于常规所最明显的标志之一就是通信功能，变电所内间隔层之间信息可充分共享，并通过通信接口与外界信息系统交换信息，同时节省大量电缆，构成一个快速、稳定、可靠的通信网络是变电站自动化系统的基本要求，也是电力系统运行管理功能的基本前提。

　　CAN 总线是一种有效支持分布控制和实时控制的串行通信网络，是一种通信速率可达1 Mb/s的多主总线，具有优先抢占方式进行总线仲裁的作用机理，错误帧可自动重发，永久故障可自动隔离，不影响整个网络正常工作，可靠性高，而且协议简单，开放性强，组网灵活，成本较低，能为电力自动化提供开放性、全分布及可互操作性的通信平台。CAN 总线具有以下主要特点：