基于CAN总线的箱式变电站综合自动化的研究

论文题目: 基于CAN总线的箱式变电站综合自动化的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电机与电器

作者: 张建忠

导师: 程明

关键词: 箱式变电站,变电站综合自动化,总线,智能测控单元,交流采样

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 箱式变电站具有诸多优点:建设周期短,投资见效快,占地面积少,可深入负荷中心,能改善供电质量,与周围环境匹配,有利于美化市容,减少重复性投资等,因此在城乡电网改造中得到了广泛应用。随着社会经济的持续发展,人们对电力供应的安全性、可靠性和连续性要求越来越高,箱式变电站作为电力系统输配电的末端环节其重要性越来越受到人们的关注。为了克服传统箱式变电站系统存在的固有缺点,研究和开发以计算机技术和网络通信技术为基础的箱式变电站综合自动化系统,是非常有必要的一项工作。本文结合XBZ智能箱式变电站的研究和开发,提出了基于CAN总线的箱式变电站综合自动化系统,主要内容如下:(1)总体介绍箱式变电站的一次方案设计、综合自动化的系统结构、功能以及技术参数分析。(2)对CAN总线技术进行研究分析,在此基础上制订了自定义应用层的CAN总线通信协议,该协议是综合自动化系统内进行数据通信的基础。(3)讨论交流采样的工作原理和电量参数测量理论,包括交流采样同步方法,电参数计算公式,有效值开方运算的讨论。(4)根据箱式变电站综合自动化的要求,对智能测控单元进行了全面的软硬件设计。(5)讨论OPC技术的应用并设计一个OPC数据访问服务器,OPC数据服务器能使监控软件与智能测控单元数据通信协议无关,使监控主站成为开放软件平台。调试与测试结果表明本文所研制的系统交流采样达到设计精度要求、CAN总线工作正常,这在一定程度上验证了设计的有效性和正确性。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 箱式变电站综合自动化的特点和意义

1.1.1 箱式变电站综合自动化的特点

1.1.2 箱式变电站综合自动化的意义

1.2 箱式变电站综合自动化内部通信概述

1.2.1 星型通信方案

1.2.2 总线型通信方案

1.3 现场总线概述

1.3.1 现场总线简介

1.3.2 CAN总线概述

1.4 本论文的主要工作

第二章 箱式变电站综合自动化方案分析

2.1 方案设计

2.1.1 一次主接线

2.1.2 箱式变电站综合自动化系统结构

2.2 功能分析

2.2.1 监测系统功能

2.2.2 电压及无功控制

2.2.3 通信功能

2.2.4 温度及防凝露功能设计

2.3 技术参数分析

2.3.1 设计依据

2.3.2 使用环境要求

2.3.3 技术参数

2.4 本章小结

第三章 CAN总线技术的研究与分析

3.1 CAN 总线的特点

3.2 CAN 的技术规范

3.2.1 CAN 节点的分层结构

3.2.2 CAN 报文传送及其帧结构

3.2.3 CAN 错误检测及界定

3.2.4 CAN 位定时与同步

3.3 CAN 总线通信协议的制订

3.3.1 CAN 通信协议开发目的及原则

3.3.2 CAN 总线接口模式

3.3.3 报文帧结构

3.3.4 网络各类数据帧说明

3.3.5 网络节点滤波器设置

3.4 本章小结

第四章 交流采样原理及算法分析

4.1 采样概述

4.1.1 直流采样

4.1.2 交流采样

4.2 交流采样同步方法

4.2.1 概述

4.2.2 异步采样

4.2.3 硬件同步采样

4.2.4 软件同步采样

4.2.5 智能测控单元(IMCU)的采样方式

4.2.6 软件同步方法误差来源及抑制

4.3 交流采样的电参数测量理论

4.3.1 纯正弦信号的测量理论

4.3.2 含有谐波的信号的测量理论

4.4 有效值计算中开方算法的分析

4.4.1 概述

4.4.2 牛顿迭代法

4.4.3 初值的选择

4.4.4 表格的最佳分段法

4.5 本章小结

第五章 智能测控单元（IMCU）的研制

5.1 IMCU 的结构框图

5.2 微处理器系统

5.2.1 80C196KC 的特点

5.2.2 片选信号产生电路

5.2.3 微处理器系统的构成

5.3 数据采集系统

5.3.1 数据采集系统组成框图

5.3.2 电压形成环节

5.3.3 低通滤波器（ALF）

5.3.4 A/D转换

5.3.5 A/D 转换与CPU 接口

5.3.6 过零检测电路

5.4 CAN 通信接口电路

5.4.1 CAN 通信控制器SJA1000

5.4.2 CAN总线收发接口芯片82C250

5.4.3 基于SJA1000 的CAN 总线接口电路

5.5 RS-232 通信接口电路

5.6 实时时钟及RAM 电路

5.7 继电器出口回路及开关量输入回路

5.8 智能测控单元的软件设计

5.8.1 主程序模块设计

5.8.2 子程序模块设计

5.9 本章小结

第六章 OPC 技术与监控主站软件的开放性研究

6.1 OPC 概述

6.1.1 OPC 的技术基础

6.1.2 OPC 的目标

6.2 OPC 结构及其接口分析

6.2.1 OPC 的一般结构

6.2.2 OPC 的对象和接口概述

6.3 OPC 数据访问服务器设计

6.3.1 OPC 数据访问服务器的结构

6.3.2 服务器的两种开发方法

6.3.3 OPC 客户程序的创建

6.4 本章小结

第七章 调试与测试结果

7.1 采样调试

7.2 CAN 通信调试

7.3 实物照片

总结

致谢

参考文献

作者在学期间发表的论文清单

发布时间: 2007-06-11

参考文献

• [1].基于CAN总线的三相无刷直流电机控制系统设计与研究[D]. 李锋.天津科技大学2015
• [2].智能断路器CAN通信设计[D]. 赵玉雷.河北工业大学2012
• [3].基于FPGA的CAN IP软核设计[D]. 田雪松.吉林大学2017
• [4].基于CAN的信息物理系统的形式化验证方法研究[D]. 曾雅芸.南京邮电大学2014
• [5].基于CAN总线的纯电动汽车监控软件设计[D]. 施亚男.南京理工大学2014
• [6].基于CAN总线的智能传感器网络系统的研制[D]. 杨辉.浙江大学2012
• [7].基于以太网和CAN总线控制的列车通信网络研究[D]. 田鹏.中南大学2009
• [8].基于CAN总线的智能小车控制系统研制[D]. 张文杰.西南交通大学2009
• [9].基于CAN总线的电机保护装置研究[D]. 肖飞.武汉理工大学2013
• [10].CAN总线技术在电池管理系统中的应用研究[D]. 姚俊.湖北工业大学2010

相关论文

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• [8].变电站综合自动化系统的研究[D]. 王卓.兰州交通大学2006
• [9].智能型箱式变电站的研制[D]. 张群.哈尔滨理工大学2003
• [10].箱式变电站自动化技术和装置的研究[D]. 郭文敏.哈尔滨理工大学2003

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