0 引 言
智能控制器是智能断路器的核心控制单元,采用双CPU 结构(MCU和DSP) ,用微机测控保护方式取代传统的电磁式保护方式,使原有保护、测量、监控功能的精度和稳定性大大提高,而且具有互联通信能力。
目前,国内断路器的控制主要由独立于断路器本体的智能控制器来实现,并不具备现场总线的通信功能,而国外的智能断路器已大多采用现场总线的通信技术。为加快智能断路器的发展,国内正致力于开发第4代断路器(智能化现场通信断路器) ,其主要特征是在智能化的基础上具备现场总线的通信特点。CAN总线是一种典型的现场总线, 在工业领域有着极其广泛的应用[ 1, 2 ] 。本文对基于双CPU的CAN现场通信智能控制器进行了深入研究。
1 基于CAN总线的监控系统
由断路器、智能控制器和上位机构成的监控系统总体框图如图1所示。上位机与下位机采用CAN现场总线相连接,下位机完成整个测控系统的基础工作,实现对输电线路的保护;上位机通过CAN总线与智能控制器进行数据传输,实现对多个智能控制器的集中控制、调度和管理。
2 智能控制器系统组成与设计
智能断路器在供配电系统中的主要作用是对线路中的过载、短路、接地等故障进行保护[ 3, 4 ] 。智能控制器通过采集单元取得主线路的电流、电压信号,经中央处理单元分析判断后,确定是否发出信号控制执行单元使断路器动作。中央处理单元由双CPU 和CAN控制器组成;采集单元由铁芯电流互感器、空心电流互感器、电压互感器和信号调理电路组成;各种故障保护的动作电流和时间整定值通过键盘设定,并预先存储在E2 PROM中,可在应用中随时修改;通过外接CAN收发器,实现CAN总线上的不同节点之间或节点与上位机之间的通信。智能控制器的结构如图2所示。
