什么是can总线 CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)的简称,是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的,并最终成为国际标准(ISO11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。 CAN总线的特点 (1)多主机方式工作:网络上任意节点可在任意时刻其他节点发送数据,通信方式灵活;(2)网络上每个节点都有不同的优先级,可以满足实时性的要求;(3)采用非破坏性仲裁总线结构,当两个节点同时向网络上传送信息时,优先级高的优先传送;(4)传送方式有点对点、点对多点、点对全局广播三种;(5)通信距离可达6km;通信速率可达1MB/s;节点数可达110个;(6)采用的是短帧结构,每帧有8个有效字节;(7)具有可靠的检错机制,使得数据的出错率极低;(8)当发送的信息遭到破坏后,可自动重发;(9)节点在严重错误时,会自动切断与总线联系,以免影响总线上其他操作。 CAN总线原理 CAN总线以广播的方式从一个节点向另一个节点发送数据,当一个节点发送数据时,该节点的CPU把将要发送的数据和标识符发送给本节点的CAN芯片,并使其进入准备状态;一旦该CAN芯片收到总线分配,就变为发送报文状态,该CAN芯片将要发送的数据组成规定的报文格式发出。此时,网络中其他的节点都处于接收状态,所有节点都要先对其进行接收,通过检测来判断该报文是否是发给自己的。 由于CAN总线是面向内容的编址方案,因此容易构建控制系统对其灵活地进行配置,使其可以在不修改软硬件的情况下向CAN总线中加入新节点。 CAN总线的应用 CAN总线在组网和通信功能上的优点以及其高性价比据定了它在许多领域有广阔的应用前景和发展潜力。这些应用有些共同之处:CAN实际就是在现场起一个总线拓扑的计算机局域网的作用。不管在什么场合,它负担的是任一节点之间的实时通信,但是它具备结构简单、高速、抗干扰、可靠、价位低等优势。CAN总线最初是为汽车的电子控制系统而设计的,目前在欧洲生产的汽车中CAN的应用已非常普遍,不仅如此,这项技术已推广到火车、轮船等交通工具中。 (1)CAN总线技术的应用:国外知名汽车基本都已经采用了CAN总线技术,例如沃尔沃、林肯、奥迪、宝马等,而国内汽车品牌,例如奇瑞等公司也已经有几款车型应用了总线技术。CAN总线技术就是通过遍布车身的传感器,将汽车的各种行驶数据发送到“总线”上,在这个信息共享平台上,凡是需要这些数据的接收端都可以从“总线”上读取需要的信息,从而使汽车的各个系统协调运作、信息共享、保证车辆安全行驶、舒适和可靠。一般来说,越高档的车配备的CAN_BUS数量越多,价格也越高,如途安、帕萨特等车型当中都配备了多个CAN总线。 (2)汽车CAN总线节点ECU的硬件设计:汽车CAN总线研发的核心技术就是对带有CAN接口的ECU进行设计,其中ECU的CAN总线模块由CAN控制器和CAN收发器构成。CAN控制器执行完整的CAN协议,完成通讯功能,包括信息缓冲和接收滤波。CAN控制器与物理总线之间需CAN收发器作为接口,它实现CAN控制器与总线之间逻辑电平信号的转换。 (3)CAN总线在国内自主品牌汽车中的应用:由于受成本控制、技术实力等因素的限制,CAN_BUS总线技术一般都出现在国外高端汽车,在A级及以下级别车型当中,该项技术大多出现在合资品牌当中,如POLO、新宝来等。在自主品牌中,采用CAN总线技术的车型中很少,风云2则是其中的代表车型。风云2CAN总线技术,可以实现发动机、变速箱、ABS、车身、仪表及其他控制器的通讯,做到全车信息及时共享。在风云2的组合仪表盘当中,阶段里程、未关车门精确显示、安全带未系提醒等20多项信息全部可以显示,比同级产品增加一倍,这样增加了驾驶过程中的安全度。 can总线是数字信号还是模拟信号 can总线是数字信号,与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视。 模拟信号和数字信号之间的区别 模拟信号指幅度的取值是连续的(幅值可由无限个数值表示)。时间上连续的模拟信号包括连续变化的图像(电视、传真)信号等。时间上离散的模拟信号是一种抽样信号,它是对模拟信号每隔时间T抽样一次所得到的信号,虽然其波形在时间上是不连续的,但其幅度取值是连续的,所以仍是模拟信号。 数字信号指幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小,易于有数字电路进行处理,所以得到了广泛的应用。 模拟通信的优点是直观且容易实现,但存在两个主要缺点:(1)保密性差,模拟通信尤其是微波通信和有线明线通信,很容易被窃听。只要收到模拟信号,就容易得到通信内容。(2)抗干扰能力弱,电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰,噪声和信号混合后难以分开,从而使得通信质量下降。线路越长,噪声的积累也就越多。 数字通信有如下优点:(1)加强了通信的保密性。语音信号经A/D变换后,可以先进行加密处理,再进行传输,在接收端解密后再经D/A变换还原成模拟信号。(2)提高了抗干扰能力,尤其在中继时,数字信号可以再生而消除噪声的积累。(3)传输差错可以控制,从而改善了传输质量。(4)便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理。(5)可构建综合数字通信网,综合传递各种消息,使通信系统功能增强。但数字通信也存在缺点,例如:占用频带较宽,技术要求复杂,进行模/数转换时会带来量化误差。 数字通信系统传输的消息一般都是离散的,但也可能是连续的,若需要在数字通信系统中传诵模拟消息,则在发送段的信息源中应包括一个模—数转换装置,而在接收端的收信者中包括一个数—模转换装置。考虑到现在有大量的模拟通信系统这个事实,目前还常常需要它来传输数字信号。这就需要对其做些改造,或者加装数字终端设备。
一、硬件方案 随着工业技术的发展,运动控制应用越来越广泛,各个PLC品牌厂家都推出了运动控制型PLC,来实现一些运动控制功能,与此同时,运动控制卡及运动控制器也在持续发展。当我们涉及到运动控制需求的项目时,首先要确定运动控制控制器的选择。一般来说,我们会有以下几种方案: 1、采用PLC进行控制,目前很多PLC都支持运动控制的,大部分PLC可以扩展到32轴,根据驱动器类型可以采用脉冲控制、总线控制或模拟量控制。 2、采用运动控制卡控制,运动控制卡是专门进行运动控制的一种控制器,可以进行多达256轴的控制,运动控制卡需要PC编程。 3、采用运动控制器控制,运动控制器与运动控制卡不同之处在于,可以脱离PC电脑的束缚,编写完程序下载到控制器里,即可直接对驱动器进行控制。 二、区别联系 无论PLC、运动控制卡还是运动控制器,它们的本质都是一种可以同时支持运动控制及输入输出的控制器,不同之处在于: 1、PLC以逻辑控制为核心,适用于工业自动化中的顺序控制、信号处理等场景,对于运动控制,中低端PLC主要通过高速脉冲控制,高端PLC一般会通过总线的方式来进行控制,常用的总线包括Profinet、EtherCAT、CC-Link等,编程方式主要采用梯形图、ST/SCL等编程语言,适合电气工程师快速开发。 2、运动控制卡分为脉冲型和总线型,通过PCI/PCIE/以太网连接到PC主机上,利用高级编程语言C++、C#等调用厂家API进行开发。支持多轴协同(256轴)、高速脉冲(MHz级)、直线插补、圆弧插补、螺旋插补、电子凸轮等复杂运动控制场景,适合具备软件开发能力的团队。 3、运动控制器与运动运动卡算法功能几乎一致,主要区别在于运动控制卡需要依赖于PC编程,而运动控制器可以独立运行,一般会有专门的IDE,使用偏底层的语言编程,如Basic,适合有一定编程和学习能力的工程师。 总而言之,PLC相对来说更偏向于逻辑控制,运动控制功能相对弱一些,而运动控制卡、运动控制器更偏向于运动控制,逻辑控制处理相对弱一些。同时,运动控制卡和运动控制器对开发人员的门槛也要相对高一些,没有绝对的好与坏,大家可以根据自己的实际情况,选择合适的解决方案。 下面是从不同角度对三者进行了对比: 三、选型建议 1、从需求角度来看: 如果项目以逻辑控制为主,运动控制要求不高,建议选择PLC,成本低且易维护。 如果高精度运动+PC集成:选运动控制卡,适合需要个性化界面的场景。 如果需要独立高性能控制:选运动控制器,保障复杂运动稳定性。 2、从开发资源角度来看: 如果团队擅长电气工程:优先PLC。 如果具备软件编程能力:可考虑运动控制卡。 需要专用算法:选运动控制器。 3、从环境要求角度来看: 恶劣工业环境:独立PLC或运动控制器更可靠。 空间受限:运动控制卡适合紧凑型设备。 项目本身有视觉需求,优先选择运动控制卡。 PLC是逻辑控制基石,适合中小型运动控制项目。运动控制卡可利用PC驱动的灵活高精度方案,适合定制化需求。运动控制器基于独立高性能核心,应对复杂运动挑战。 三者也可协同使用(如PLC处理逻辑+运动控制器执行动作),构建高效自动化系统。
????查看更多目录????一、内部接口(板载接口,用于嵌入式系统)1. 并行接口(1)MCU接口MCU 接口(微控制
目录 1.上拉电阻 2.下拉电阻 3.主要作用 电阻在电路中起限制电流的作用,而上拉电阻和下拉电阻是经常提到也是经常用到的电阻。在每个系统的设计中都用到了大量的上拉电阻和下拉电阻,这两者统称为“拉电阻”,最基本的作用是:将状态不确定的信号线通过一个电阻将其箝位至高电平(上拉)或低电平(下拉),但是无论具体用法如何,这个基本的作用都是相同的,只是在不同应用场合中会对电阻的阻值要求有所不同,下面一起来了解它们吧: 1.上拉电阻 (1)概念:将一个不确定的信号,通过一个电阻与电源VCC相连,固定在高电平。 图1 上拉电阻 (2)原理:在上拉电阻所连接的导线上,如果外部组件未启用,上拉电阻则“微弱地”将输入电压信号“拉高”。当外部组件未连接时,对输入端来说,外部“看上去”就是高阻抗的。这时,通过上拉电阻可以将输入端口处的电压拉高到高电平。如果外部组件启用,它将取消上拉电阻所设置的高电平。通过这样,上拉电阻可以使引脚即使在未连接外部组件的时候也能保持确定的逻辑电平。 2.下拉电阻 概念:将一个不确定的信号,通过一个电阻与GND相连,固定在低电平。 图2 下拉电阻 3.主要作用 下拉电阻的主要作用是与上接电阻一起在电路驱动器关闭时给线路(节点)以一个固定的电平。 (1)提高电压准位: a)当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V), 这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。 b)OC门电路必须加上拉电阻,以提高输出的高电平值。 (2)加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。 (3)电阻匹配,抑制反射波干扰:长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。 (4)N/Apin防静电、防干扰:在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。同时管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。 (5)预设空间状态/缺省电位:在一些CMOS输入端接上或下拉电阻是为了预设缺省电位。当你不用这些引脚的时候,这些输入端下拉接0或上拉接1。在I2C总线等总线上,空闲时的状态是由上下拉电阻获得 (6)提高芯片输入信号的噪声容限:输入端如果是高阻状态,或者高阻抗输入端处于悬空状态,此时需要加上拉或下拉,以免收到随机电平而影响电路工作。同样如果输出端处于被动状态,需要加上拉或下拉,如输出端仅仅是一个三极管的集电极。从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。 以上就是上拉电阻与下拉电阻的作用介绍了。对于上拉电阻和下拉电阻的选择,应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定;考虑的因素包括:驱动能力与功耗的平衡,下级电路的驱动需求,高低电平的设定,频率特性等等。
CAN 协议即控制器局域网络 (Controller Area Network)简称,由研发和生产汽车电子产品著称的德国 BOSCH 公司开发,成为国际标准ISO11519以及ISO11898。
配网自动化系统一般由下列层次组成:配电主站、配电子站(常设在变电站内,可选配)、配电远方终端(FTU、DTU、TTU等)和通信网络。配电主站位于城市调度中心,配电子站部署于110kV/35kV变电站,子站负责与所辖区域DTU/TTU/FTU等电力终端设备通信,主站负责与各个子站之间通信。 1、开闭所终端设备(DTU) DTU一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电,部分DTU还具备保护和备用电源自动投入的功能。 1.1 定义 DTU一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。 1.2 特点 1) 机箱结构采用标准4U半(全)机箱,增强型设计;2)采用后插拔接线方式,整体面板,全封闭设计;3) 率先采用基于CANBUS总线的智能插件方案,极大地减少了插件间接线,完全避免了插件接触不良的隐患,装置运行可靠性高;4)智能插件方案的采用,使机箱母板标准化,便于生产及现场维护;5)装置不同类插件在结构设计时保证不能互插,提高整体安全性;6)采用32位D浮点型SP,系统性能先进;7)采用16位A/D转换芯片,采样精度高; 8)采用大规模可编程逻辑芯片,减少外围电路,提高可靠性;9)大容量存储器设计,使得报文及事故录波完全现场需求;10)采用多层印制板电路和SMT表面贴装技术,装置的抗干扰性能强;11)测量回路精度软件自动校准,免调试,减小现场定检等维护时间;12)超强的电磁兼容能力,能适应恶劣的工作环境;13)功能强大的PC支持工具,具有完善灵活的分析软件,便于事故分析;14)简单可靠的保护处理系统(DSP)与成熟的实时多任务操作系统相结合,既保证功能可靠性,又能满足网络通讯、人机界面的实时性;15)支持RS232/RS485、Enthernet等多种通讯接口,内置Enthernet使得工程应用简单、可靠;16)支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等标准规约;17)各装置独立的掉电保持时钟系统及带对时脉冲的GPS对时系统。 1.3 功能 遥测(1)交流电气测量Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc,Un等任意组合,一般Uab和Ucb分别取开关两侧,监视馈线两端的供电情况。(2)两表法或三表法,软件计算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等,根据主站需要上传;(3)保护Ia、Ic的记录上传;(4)直流模拟量:两路,电池电压、温度等。遥信 (1)开关状态信号, SOE;(2)开关储能信号、操作电源;(3)压力信号等;(4)电池低电压告警;(5)保护动作和异常信号;(6)其他状态信号。遥控(1)开关的分合,失电后可进行2次以上分合操作;(2)电池的维护;(3)保护信号远方复归;(4)其他遥控。数据传输功能能与上级站进行通信,将采集和处理信息向上发送并接受上级站的控制命令。和上级的校时。其他终端的信息向上转发。电能量信息向上转发。主动上传事故信息(可选功能)。具有当地维护通信接口。通信规约:支持DL/T 634.5101-2002(IEC60870-5-101)、DL/T634.5104-2002(IEC60870-5-104)、DL/T 451-91循环式远动规约、DNP3.0、SC1801、MODBUS等多种通信规约,并可按需要进行扩充。通信接口:RS-232/485、工业以太网、CAN。通信信道:可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传电台、CDMA、GPRS以及ADSL等多种通讯形式,由用户任选。故障识别、隔离隔离恢复供电及保护具有速断、延时过电流(复合低电压)保护、重合闸功能 ,根据馈线自动化方案选配。监测故障电流,记录过电流时间、过电流最大值,上报配电子站、配电主站。配电子站、配电主站根据各开关DTU上报过电流故障信息和开关跳闸信息,按照配电网变结构耗散拓扑模型,进行故障区域判断,指出故障区域,生成故障隔离命令序列和非故障区域恢复供电命令序列。自动或人机交互下发执行。就地操作DTU内有分、合闸按钮,实现就地操作。有就地/遥控选择开关,维护放电按钮等。环网功能当DTU设置为联络开关时,根据一侧或二侧PT受电状态,按整定值自动控制开关合分。在开关双侧有电时,禁止联络开关合闸。需要联网运行的,主站要进行专门设置和确认。当一侧失电时,根据FA方案和主站的设置,允许自动合闸的,自动控制合闸,以迅速地恢复供电。定值下装、上传功能速断定值、使能;过电流定值,时间常数、使能;重合闸时间、使能;环网功能设置、取消。当地维护功能通过DTU上的标准通信维护接口,利用专用维护软件进行调试及维护。包括参数定值配置、检查;遥测、遥信、遥控、对时测试召测;数据上传、通信等。自诊断、自恢复功能具有自诊断功能,当发现DTU的内存、时钟、I/O等异常,马上记录并上报。具有上电自恢复功能。电源UPS和电池维护功能满足操作机构、终端设备和通信装置用电。DTU双电源供电,一侧电源失电后仍可持续工作。平时由主电源给DTU供电,同时给电池浮充。双侧电源失电后由电池供电,DTU可继续工作24小时(电台除外)。电池低电压告警保护功能。电池自动维护:在规定的时间内由调度员下发电池维护命令,电池开始放电,电池低电压时自动停止放电,自动切换由主电源供电,并给蓄电池充电。电池充电采用恒压限流充电,确保安全。 2、馈线终端设备(FTU) FTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置。这些馈线开关指的是户外的柱上开关,例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。一般来说,1台FTU要求能监控1台柱上开关,主要原因是柱上开关大多分散安装,若遇同杆架设情况,这时可以1台FTU监控两台柱上开关。 2.1 定义 FTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置。这些馈线开关指的是户外的柱上开关,例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。一般来说,1台FTU要求能监控1台柱上开关,主要原因是柱上开关大多分散安装,若遇同杆架设情况,这时可以1台FTU监控两台柱上开关。 2.2 特点 FTU采用了先进的DSP 数字信号处理技术、多CPU集成技术、高速工业网络通信技术,采用嵌入式实时多任务操作系统,稳定性强、可靠性高、实时性好、适应环境广、功能强大,是一种集遥测、遥信、遥控、保护和通信等功能于一体的新一代馈线自动化远方终端装置。适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程,完成环网柜、柱上开关的监视、控制和保护以及通信等自动化功能。配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电。 2.3 功能 遥测(1)交流电气测量Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc,Un等任意组合,一般Uab和Ucb分别取开关两侧,监视馈线两端的供电情况。(2)两表法或三表法,软件计算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等,根据主站需要上传;(3)保护Ia、Ic的记录上传;(4)直流模拟量:两路,电池电压、温度等。 遥信 (1)开关状态信号, SOE;(2)开关储能信号、操作电源;(3)压力信号等;(4)电池低电压告警;(5)保护动作和异常信号;(6)其他状态信号。遥控(1)开关的分合,失电后可进行2次以上分合操作;(2)电池的维护;(3)保护信号远方复归;(4)其他遥控。数据传输功能能与上级站进行通信,将采集和处理信息向上发送并接受上级站的控制命令。和上级的校时。其他终端的信息向上转发。电能量信息向上转发。主动上传事故信息(可选功能)。具有当地维护通信接口。通信规约:支持DL/T 634.5101-2002(IEC60870-5-101)、DL/T634.5104-2002(IEC60870-5-104)、DL/T 451-91循环式远动规约、DNP3.0、SC1801、MODBUS等多种通信规约,并可按需要进行扩充。通信接口:RS-232/485、工业以太网、CAN。通信信道:可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传电台、CDMA、GPRS以及ADSL等多种通讯形式,由用户任选。故障识别、隔离、恢复供电及保护具有速断、延时过电流(复合低电压)保护、重合闸功能,根据馈线自动化方案选配。监测故障电流,记录过电流时间、过电流最大值,上报配电子站、配电主站。配电子站、配电主站根据各开关FTU上报过电流故障信息和开关跳闸信息,按照配电网变结构耗散拓扑模型,进行故障区域判断,指出故障区域,生成故障隔离命令序列和非故障区域恢复供电命令序列。自动或人机交互下发执行。就地操作FTU内有分、合闸按钮,实现就地操作。有就地/遥控选择开关,维护放电按钮等。环网功能当FTU设置为联络开关时,根据一侧或二侧PT受电状态,按整定值自动控制开关合分。在开关双侧有电时,禁止联络开关合闸。需要联网运行的,主站要进行专门设置和确认。当一侧失电时,根据FA方案和主站的设置,允许自动合闸的,自动控制合闸,以迅速地恢复供电。定值下装、上传功能速断定值、使能;过电流定值,时间常数、使能;重合闸时间、使能;环网功能设置、取消。当地维护功能通过FTU上的标准通信维护接口,利用专用维护软件进行调试及维护。包括参数定值配置、检查;遥测、遥信、遥控、对时测试召测;数据上传、通信等。自诊断、自恢复功能具有自诊断功能,当发现FTU的内存、时钟、I/O等异常,马上记录并上报。具有上电自恢复功能。电源UPS和电池维护功能满足操作机构、终端设备和通信装置用电。FTU双电源供电,一侧电源失电后仍可持续工作。平时由主电源给FTU供电,同时给电池浮充。双侧电源失电后由电池供电,FTU可继续工作24小时(电台除外)。电池低电压告警保护功能。电池自动维护:在规定的时间内由调度员下发电池维护命令,电池开始放电,电池低电压时自动停止放电,自动切换由主电源供电,并给蓄电池充电。电池充电采用恒压限流充电,确保安全。 3、配变终端设备(TTU) TTU监测并记录配电变压器运行工况,根据低压侧三相电压、电流采样值,每隔1~2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数,记录并保存一段时间(一周或一个月)和典型日上述数组的整点值,电压、电流的最大值、最小值及其出现时间,供电中断时间及恢复时间,记录数据保存在装置的不挥发内存中,在装置断电时记录内容不丢失。配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录,及时发现变压器过负荷及停电等运行问题,根据记录数据,统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性,并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。如不具备通信条件,使用掌上电脑每隔一周或一个月到现场读取记录,事后转存到配网主站或其它分析系统。TTU构成与FTU类似,由于只有数据采集、记录与通信功能,而无控制功能,结构要简单得多。为简化设计及减少成本,TTU由配变低压侧直接变压整流供电,不配备蓄电池。在就地有无功补偿电容器组时,为避免重复投资,TTU要增加电容器投切控制功能。 3.1定义 TTU监测并记录配电变压器运行工况,根据低压侧三相电压、电流采样值,每隔1~2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数,记录并保存一段时间(一周或一个月)和典型日上述数组的整点值,电压、电流的最大值、最小值及其出现时间,供电中断时间及恢复时间,记录数据保存在装置的不挥发内存中,在装置断电时记录内容不丢失。配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录,及时发现变压器过负荷及停电等运行问题,根据记录数据,统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性,并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。如不具备通信条件,使用掌上电脑每隔一周或一个月到现场读取记录,事后转存到配网主站或其它分析系统。 3.2特点 适用于供电公司、县级电力公司、发电厂、工矿企业、部队院校、农村乡电管站、100-500KVA配电变压器台变的监测与电能计量,配合用电监察进行线损考核,还能通过GPRS通信网络将所有数据送到用电管理中心,为低压配电网络优化进行提供最真实最准确的决策依据。 3.3功能 ■ “四合一”综合功能集计量、电能质量监测、配变工况监测、无功补偿四项功能于一体。 ■ 智能无功补偿 智能式电容器可自成系统,电容器自动投切,实现自动无功补偿 ■ 组网灵活 遵循国家电网公司与南网公司现行配变监测系统 规约,方便接入电力企业现有的负荷管理系统与配电管理系统,提供完整的电压无功实时信息,亦可独立组成无功实时信息系统 ■ 工程简便 装置 结构简洁,内部接线少而清晰,电容器积木式组合,便于安装、维护,更方便优化调整补偿容量 4、远程终端设备(RTU) 4.1定义 RTU(Remote Terminal Unit)是一种远端测控单元装置,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比,RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量,适用于更恶劣的温度和湿度环境,提供更多的计算功能。正是由于RTU完善的功能,使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。 远程终端设备(RTU)是安装在远程现场的电子设备,用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令,实现对设备的功能控制。 4.2特点 (1)通讯距离较长;(2)用于各种环境恶劣的工业现场;(3)模块结构化设计,便于扩展 ;(4)在具有遥信、遥测、遥控领域的水利,电力调度,市政调度等行业广泛使用。 4.3功能 (1) 采集状态量并向远方发送,带有光电隔离,遥信变位优先传送; (2) 采集数据量并向远方发送,带有光电隔离;(3) 直接采集系统工频电量,实现对电压、电流、有功、无功的测量并向远方发送 ,可计算正反向电度;(4) 采集脉冲电度量并向远方发送,带有光电隔离;(5) 接收并执行遥控及返校;(6) 程序自恢复;(7) 设备自诊断(故障诊断到插件级);(8) 设备自调;(9) 通道监视;(10) 接收并执行遥调;(11) 接收并执行校时命令(包括GPS对时功能 选配);(12) 与两个及两个以上的主站通讯;(13) 采集事件顺序记录并向远方发送;(14) 提供多个数字接口及多个模拟接口;(15) 可对每个接口特性进行远方/当地设置;(16) 提供若干种通信规约,每个接口可以根据远方/当地设置传输不同规约的数据;(17) 接受远方命令,选择发送各类信息;(18) 可转发多个子站远动信息;(19) 当地显示功能,当地接口有隔离器;(20) 支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯;(21) 选配及多规约同时运行,如DL451-91 CDT规约,同进应支持POLLING规约和其他国际标准规约(如DNP3.0、SC1801、101规约);(22) 可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。 主要区别:DTU是SOCKET连接的客户端。因此只有DTU是不能完成数据的无线传输的,还需要有后台软件的配合一起使用。FTU与RTU有以下区别:FTU体积小、数量多,可安置在户外馈线上,设有变送器,直接交流采样,抗高温,耐严寒,适应户外恶劣的环境;而RTU安装在户内,对环境要求高;FTU采集的数据量小,通信速率要求较低,可靠性要求较高;而RTU采集的数据量大,通信速率较高,可靠性要求高,有专用通道。TTU则是单一功能单元,仅对配电变压器的信息采集和控制。
CAN(Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。 在CAN总线应用中,一般建议使用屏蔽双绞线进行组网、布线,本文将详细讲解为什么CAN总线要采取双绞线的布局。 一.双绞线简介 双绞线是指两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕在一起而制成的一种通用配线。双绞线的主要作用是防止外界电磁干扰,降低自身信号的对外干扰。(即,既可以防止别人干扰自己,也可以降低自身对别人的干扰。) 将一对相互绝缘的金属导线绞合在一起,不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰,也可以降低多对绞线之间的相互干扰,其原理是:把两根绝缘的导线互相绞在一起,干扰信号作用在这两根相互绞缠在一起的导线上是一致的(这个干扰信号叫做共模信号),在接收信号的差分电路中可以将共模信号消除,从而提取出有用信号(差模信号)。 双绞线的作用是使外部干扰在两根导线上产生的噪声(在专业领域里,把无用的信号叫做噪声)相同,以便后续的差分电路提取出有用信号,差分电路是一个减法电路,两个输入端同相的信号(共模信号)相互抵消(m-n),反相的信号相当于x-(-y),得到增强。理论上,在双绞线及差分电路中m=n,x=y,相当于干扰信号被完全消除,有用信号加倍,但在实际运行中是有一定差异的。 在一个电缆套管里的,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1mm~140mm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7mm以内。双绞线一个扭绞周期的长度,叫做节距,节距越小(扭线越密),抗干扰能力越强。 二.常见双绞线及优点 双绞线常见的有3类线,5类线和超5类线,以及最新的6类线,前者线径细而后者线径粗,型号如下: 1)一类线:主要用于语音传输(一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆),不同于数据传输。 2)二类线:传输频率为1MHZ,用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输,常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。 3)三类线:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆,该电缆的传输频率16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输主要用于10BASE-T。 4)四类线:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。 5)五类线:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为10Mbps的数据传输,主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。这是最常用的以太网电缆。 6)超五类线:超5类具有衰减小,串扰少,并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(Structural ReturnLoss)、更小的时延误差,性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网(1000Mbps)。 7)六类线:该类电缆的传输频率为1MHz~250MHz,六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有较大的余量,它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准,最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于:改善了在串扰以及回波损耗方面的性能,对于新一代全双工的高速网络应用而言,优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型,布线标准采用星形的拓扑结构,要求的布线距离为:永久链路的长度不能超过90m,信道长度不能超过100m。 目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP=UNSHILDED TWISTED PAIR)和屏蔽双绞线(STP=SHIELDED TWISTEDPAIR)。屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹,以减小辐射,但并不能完全消除辐射,屏蔽双绞线价格相对较高,安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。 三.CAN与双绞线的结合 控制器局域网总线(CAN,Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束,CAN总线本身有强大的抗干扰和纠错重发机制。 当CAN被应用于新能源汽车上时,意味着它要在电磁严重的环境下工作,所以如何抗干扰是工程师最为关心的话题。 当CAN总线运用双绞线的时候就可以很好的解决这些干扰问题,CAN接口采用的是差分信号传输方式。差分信号传输是一种使用两个互补电信号进行信息传递的方法。以高速CAN为例,不同的逻辑状态通过CANH、CANL两根信号线进行传输,接收电路只对两根信号线的信号差值进行识别。理想状态下,CAN总线的波形如下图所示: 干扰信号一般以共模的形式存在,当总线受到干扰时,两根总线会同时受影响,但其差分电压并不会受影响,如图2所示。相对于单端信号传输方式来说,差分信号传输方式具有更好的抗干扰能力。 当然,采用了差分传输方式也并不可以高枕无忧。CAN总线经常用于远距离通信,线缆长度的增加,各种干扰通过线缆耦合到总线上,极大地增加了外界对总线通信干扰的概率,如果线缆选用及使用不当,极有可能造成通信异常。对于CAN总线应用,一般我们会推荐使用双绞线。 四.特殊的“双绞线”CAN 除了一种双线CAN外,还有一种单线CAN(Single Wire CAN),单线CAN可以减少一根传输线,但是要求节点间有良好的共地特性(相当于第二根信号线)。单线CAN的信号抗干扰能力相对较弱,在设计中需要提高信号幅度以增加信噪比,如此又会让它自身的辐射能力增加,因此必须降低其信号传输速率以达到电磁兼容的要求。综上,单线CAN仅适合应用在低速的车身电子单元、舒适及娱乐控制领域。低速CAN总线由于信号速度不高,在一根信号线失灵的情况下,仍可工作于单线模式。