1、引言
目前控制工程网版权所有,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,不会报警控制工程网版权所有,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,具有实时报警、详细记录等功能,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。
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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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,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控制工程网版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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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