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CAN总线在智能配电系统中的应用

作者:贺雪梅 丁远翔 徐建帅 丁学文2009.08.24阅读 4864

        1、引言
        目前,计算机机房的配电系统大都使用UPS,保证了机房的可靠供电。UPS系统的每一路电流都采用自动空气断路器进行过流保护,这种保护是有效的,但不是智能的,不能设置CONTROL ENGINEERING China版权所有,不会报警,更没有供电及故障报警信息的纪录,与高可靠性的要求不相符,有进一步改造的必要和需求。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。
        2、系统设计
        2.1 系统结构设计
        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CONTROL ENGINEERING China版权所有,具有实时报警、详细记录等功能控制工程网版权所有,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。

 智能配电系统结构图


        图1 智能配电系统结构图

        2.2 系统功能设计
        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www.cechina.cn,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。
        3、CAN总线硬件设计
        3.1 P87C591简介及硬件设计
        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www.cechina.cn,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。
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