1　引言

　　近年來褪子，隨著國家建設(shè)節(jié)約型社會的提出绵扇，對節(jié)能節(jié)電的重視程度越來越高竣恃，特別是加大了對國有企業(yè)中的大型用電設(shè)備的節(jié)能改造力度，變頻器在油田晋蛾、煤礦宵穆、發(fā)電廠、鋼鐵廠等國有大型企業(yè)中的使用數(shù)量越來越多艳院。特別是油田上，抽油機變頻器扯际、潛油電泵變頻器颠恬、注水泵變頻器和加熱電源等電力電子設(shè)備在油田的大面積推廣使用。根據(jù)油田生產(chǎn)野外作業(yè)的特殊性注芯，即每個設(shè)備之間的距離比較遠憾汛，但又相對集中，所以基于各種現(xiàn)場總線的集中控制顯得越來越有必要肝陪。can總線在變頻設(shè)備的集中管理和控制上顯示了突出的優(yōu)勢驳庭，其超遠距離傳輸，和超強的抗干擾性是其他總線所不能比擬的氯窍。另外最重要的一點是在整個控制系統(tǒng)中饲常，可不分主從的組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，方便地增減通訊節(jié)點狼讨。

　　山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司的中贝淤、低壓變頻器和加熱電源性能穩(wěn)定，各種保護功能齊全政供，具有rs－232和rs－485通訊接口播聪。到2007年6月份止，在大慶油田布隔，勝利油田的使用中离陶、低壓變頻器總數(shù)數(shù)量超過700臺，其中勝利油田大概500臺左右，并且呈現(xiàn)快速上升的趨勢招刨。另外在新鄉(xiāng)制藥集團的發(fā)酵罐應(yīng)用的變頻器設(shè)備也有上百套子桩。這對于同一品牌的變頻器在同一領(lǐng)域內(nèi)的市場占有率是相當高的。這就為基于can總線的遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)提供了很大的市場條件涉捂，也有了推廣的必要性奄刊。另外該系統(tǒng)對于同時擁有多臺變頻設(shè)備的生產(chǎn)現(xiàn)場都能靈活應(yīng)用。

2　can總線介紹

　　can使用的通訊協(xié)議是csma／cd協(xié)議（carrier sense multiple access/collisiondetection）渣冒。網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點在向總線發(fā)送數(shù)據(jù)的時候總是要監(jiān)聽總線的狀態(tài)是否空閑饱粟，若檢測到?jīng)]有沖突，即總線處于空閑狀態(tài)琅瘦，這時候每個節(jié)點向總線發(fā)送數(shù)據(jù)且每個節(jié)點的機會均等掖阶，即載波監(jiān)聽多路訪問。如果兩個節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)乌诚，節(jié)點檢測到?jīng)_突炮疲，并做出相應(yīng)的無損仲裁處理。即在沖突以后蜒午，數(shù)據(jù)能保持不變虎叔，繼續(xù)監(jiān)聽總線，等待下一次發(fā)送截胯。

　　can協(xié)議是一個基于消息格式的協(xié)議而不是完全基于節(jié)點id的傳輸?shù)膮f(xié)議铺坞，廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼≈夼郑基于這種協(xié)議：消息的傳輸不只是按照地址從一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點济榨，還可以實現(xiàn)組播和廣播。廣播時绿映，系統(tǒng)中的每個節(jié)點都能接收總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并確認是否每個消息都能被正確的接收擒滑。同時每個節(jié)點都能判斷接收的數(shù)據(jù)是應(yīng)該被保存還是立刻丟棄。在can通訊過程中的錯誤檢測中主要包括：應(yīng)答錯誤叉弦，格式錯誤丐一，位錯誤，填充錯誤卸奉。其中主要的錯誤狀態(tài)有錯誤激活钝诚，錯誤認可，總線關(guān)閉等榄棵。

　　can總線有以下特點：

　∧摹（1） can可以是對等結(jié)構(gòu)，即多主機工作方式疹鳄，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點可以在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點發(fā)送信息末瘾，不分主從唠芋，通訊方式靈活;

　　（2） can網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點可以分為不同的優(yōu)先級讼舰，滿足不同的實時需要;

　∨√浴（3）can采用非破壞性仲裁技術(shù)，當兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時沦望，優(yōu)先級低的節(jié)點自動停止發(fā)送族焰，在網(wǎng)絡(luò)負載很重的情況下不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓;

　　（4）can可以點對點慨醒、點對多點蚊凫、點對網(wǎng)絡(luò)的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通訊距離最遠10km阐合，在距離10km的設(shè)備傳輸速率也可達到5kbps肛英，40m以內(nèi)的傳輸速率為1mbps，節(jié)點數(shù)目可達110個;

　⊥　（5）can采用的是短幀結(jié)構(gòu)林索，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個，具有crc校驗和其它檢測措施洪灯，數(shù)據(jù)出錯幾率小坎缭。can節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關(guān)閉功能婴渡，不會影響總線上其它節(jié)點操作;

　』盟（6） 通訊介質(zhì)采用廉價的雙絞線，無特殊要求边臼，用戶接口簡單，容易構(gòu)成用戶系統(tǒng)假消。

3　系統(tǒng)拓撲

　　如圖1所示柠并，整個系統(tǒng)由3個部分組成，節(jié)點信息采集卡富拗，can-rs232/485轉(zhuǎn)換接口和監(jiān)控計算機臼予。

　　圖1　系統(tǒng)拓撲圖

　　3.1　變頻器節(jié)點信息采集

　　節(jié)點信息主要是指變頻器的各個運行參數(shù)以及運行狀態(tài)，風(fēng)光變頻器常用的參數(shù)設(shè)置主要有：運行頻率啃沪、最高頻率粘拾、起始頻率、加速時間创千、減速時間奥债、額定電流、v/f曲線選擇揖姆、開環(huán)/閉環(huán)設(shè)定窥俊、多段速設(shè)定援漓、實際輸入電流、電壓煮泪、實際輸出電流标康、電壓、低頻補償?shù)?另外還有多種故障保護監(jiān)測：短路保護（瞬間電流超過額定電流的1.8倍）酌非、過流保護（電流超過額定電流的1.5倍并持續(xù)1min）胃肖、過壓保護（輸入電壓超出額定電壓的1.2倍）、欠壓保護（輸入電壓低于額定電壓的0.8倍）叭静、溫升保護（變頻器內(nèi)部溫度高于75℃）徊激、缺相保護、外部異常保護等等颤榛。

　　目前的采集方式有兩種：對于原來的機型主控芯片為n87c196mc柿糖，主控板的對外的通訊方式為rs-485，所以在與can總線通訊是必須外加一個rs485－can的轉(zhuǎn)換電路惰瓜。如圖2所示否副。

　　圖2　節(jié)點信息采集示意圖

　　隨著產(chǎn)品的升級換代，dsp的應(yīng)用使得通訊變得更加容易崎坊，ti公司的tsmlf2407a芯片上集成了can通訊接口备禀，可以省略上面的電路。升級后的風(fēng)光變頻器實現(xiàn)can總線通訊將會變得更加的簡單奈揍。

　　3.2　數(shù)據(jù)的傳輸與轉(zhuǎn)換

　　數(shù)據(jù)在送到總線上后曲尸，要通過介質(zhì)傳輸，于can協(xié)議本身對差錯控制算法比較優(yōu)化男翰，所以對介質(zhì)沒有很高的要求另患，用普通的雙絞線由就能夠達到10km的傳輸距離。但是考慮到變頻器運行和設(shè)備控制的絕對可靠性蛾绎，我們在5km的傳輸范圍內(nèi)使用雙絞線昆箕，在超出5km時采用光纖作為中間傳輸介質(zhì)用來提高抗干擾能力。

　　can在傳輸?shù)娇刂朴嬎銠C時租冠，必須外加一個電平轉(zhuǎn)換器來完成與主控計算機的數(shù)據(jù)交換鹏倘，其轉(zhuǎn)換原理參見圖2。另外這種轉(zhuǎn)換裝置在目前的市場上有比較成熟的產(chǎn)品电味，如圖3所示為周立功推出的轉(zhuǎn)換接口气穴，對用戶來說，使用起來基本上屬于透明設(shè)備晌箍，使用比較方便肉敏。

　　圖3　can-232轉(zhuǎn)換接口卡

　　圖4　人機界面示意圖

　　3.3　人機界面

　　監(jiān)控計算機的監(jiān)控程序配置有特定系統(tǒng)和通用型系統(tǒng)兩種，下面是一個通用型20套設(shè)備的集中監(jiān)控人機界面妨试。整個人機界面系統(tǒng)包括兩個部分：設(shè)備監(jiān)測部分和設(shè)備控制部分嗦忍，如圖4所示殊童。

　　若在系統(tǒng)中增加一個設(shè)備后，可以人為的為該設(shè)備設(shè)置一個設(shè)備號阿绣，并在系統(tǒng)中存儲海泵，即啟用一個設(shè)備號。在系統(tǒng)移除一個設(shè)備后郁邪，可以刪除設(shè)備號围婴，也可以再重新利用。啟用后的設(shè)備編號為可操作編號昧识，否則該編號不可操作钠四。設(shè)備正常運行后，正常指示綠燈亮跪楞，出現(xiàn)異常缀去，紅燈亮。

　　為方便操作甸祭，可以對整個系統(tǒng)中的多臺設(shè)備分成若干個控制組進行管理缕碎，在按組操作時，對該組中的所有設(shè)備同時做出相應(yīng)操作：開機池户，停機咏雌，緊急停機，參數(shù)設(shè)置校焦，頻率調(diào)節(jié)等赊抖。可以同時查看該組中的共同的參數(shù)設(shè)置寨典。雙擊設(shè)備號也可以按設(shè)備查看運行狀態(tài)和運行曲線氛雪，也可以方便的對單個設(shè)備進行各種操作，也可以對系統(tǒng)中的全部設(shè)備同時操作耸成。

4 　結(jié)束語

　　在整個系統(tǒng)中挫勿，設(shè)計本著靈活方便的原則，按照能夠適應(yīng)于多個工作現(xiàn)場的思想來設(shè)計的庭授。硬件節(jié)點部分發(fā)生故障后，能夠在最短的時間內(nèi)把數(shù)據(jù)上傳绎探。上位機也能實時的對各個設(shè)備進行觀測和控制粉只，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控的目的，方便了操作闲堆，增強了系統(tǒng)的可靠性暇鸦，同時還節(jié)約了生產(chǎn)成本。

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