基于LabVIEW的智能開關綜合保護裝置的數據獲取與處
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其中電壓互感器(TV)為120 V/5.66 V;電流互感器(TA),測量TA為6 A/3.53 V,保護TA為120 A/3.53 V,TA采用穿心式。選用的隔離變壓器精度高,隔離效果好,具有很高的抗擾度性。零序互感器型號是GLL一5,1 A/O.097 V,保定市三環(huán)電器廠生產。
4 CAN總線和CAN232MB
CAN(Controller Area Network),意為控制區(qū)域網絡。其是國際上流行的現場總線中的一種。其是一種特別適合于組建互連的設備網絡系統或子系統。由德國Bosch公司最先提出,是國際上應用最廣泛的現場總線之一。CAN是一種多主方式的串行通訊總線,基本設計規(guī)范要求有高的位速率、高抗電磁干擾性,而且要能夠檢測出總線的任何錯誤。當信號傳輸距離達10 km時CAN仍可提供高達50 kb/s的數據傳輸速率。
CAN(Controller Area Network)即控制器局域網絡,屬于工業(yè)現場總線的范疇。與一般的通信總線相比,CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計,CAN總線越來越受到人們的重視。它在汽車領域上的應用是最廣泛的,世界上一些著名的汽車制造廠商,如BENZ(奔馳)、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時捷)、ROLLS―ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用CAN總線來實現汽車內部控制系統與各檢測和執(zhí)行機構間的數據通信。同時,由于CAN總線本身的特點,其應用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè),而向自動控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫(yī)療器械及傳感器等領域發(fā)展。CAN已經形成國際標準,并已被公認為幾種最有前途的現場總線之一。其典型的應用協議有:SAE J1939/ISO11783,CANOpen,CANaerospace,Devi―ceNet,NMEA 2000等。
按照’ISO11898規(guī)范,為了增強CAN―bus通訊的可靠性,CAN―bus總線網絡的兩個端點通常要加入終端匹配電阻(120 Ω),如圖3所示。終端匹配電阻的大小由傳輸電纜的特性阻抗所決定,例如,雙絞線的特性阻抗為120 Ω,則總線上的2個端點也應集成120 Ω終端電阻。
CAN232MB轉換器內部電路沒有集成120 Ω的終端電阻(終端電阻隨機附送)。當CAN232MB轉換器作為終端設備時,用戶可以在CAN232MB轉換器的CAN接口,引腳7即“Res+”、引腳8即“Res+”之間,連接120Ω的終端電阻。
CAN232MB智能協議轉換器采用Philips公司的
CAN控制器SJAl000(16 MHz的晶體振蕩器)、CAN收發(fā)器PCA82C251來實現CAN通訊接口功能,如圖4所示。CAN232MB轉換器和CAN總線連接的時候是CANL連接CANL,CANH連接CANH。
CAN232MB轉換器內置看門狗,保障長期工作的可靠性;同時,轉換器內置非易失性存儲器,用于保存用戶上次配置運行的參數。CAN232MB轉換器在正常工作時,實時對CAN總線和RS 232/RS 485總線進行監(jiān)聽,一旦檢測到某一側總線上有數據接收到,立即對其進行解析,并裝入各自的緩沖區(qū),然后按設定的工作方式處理并轉換發(fā)送到另一側的總線,實現數據格式的轉換。在CAN232MB轉換器中,CAN―bus通訊電路采用隔離電壓為DC 2 500 V的電氣隔離。RS 232通訊接口用3線(TXD,RXD,GND)連接,RS 485通訊接口用2線(A+,B一)差分連接。
5 LabVIEW程序設計
數據處理軟件的開發(fā)平臺是LabVIEW,LabVIEW的圖形化編成界面給該數據處理軟件的制作帶來了極大的方便。數據獲取與處理系統軟件的功能是:實時顯示經過CAN232MB轉換后通過串口傳回來的數據,同步顯示數據采集的波形圖、通過對數據的處理、給出電網狀態(tài)指示信號。
6 系統測試
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