气体泄漏监控系统中CAN总线研究

０ 引言
到 Ｃ 总线上 的变送 器返 回各 自的变 送器地址 ， Ｎ Ａ 主控器记 录
在 电力工业 中 ， 六氟 化硫 （Ｆ ） Ｓ ６ 是具有卓越 的 电绝缘性 和 下在线的变送器地址 。 （）主控器定 时依次 向在线的变送 器发送 采集命令 ， ２ 相应 灭弧性 的气体 ， 但是 Ｓ ６ Ｆ 气体 的泄漏不 可避免 ， 当有大 电流开
将 Ａ 断时 ， 由于强烈的 电弧放 电会在泄漏现场产 生一些含 硫的低氟 的变 送器 采集 传感器 数据 ， 数据发往 Ｃ Ｎ总线 。 由于变送 器 向 Ｃ Ｎ总线发 送时指 定 了主 控器 的地 址值 ， Ａ 因此 只有主控 化 物 ， 进一步分解 产生有毒 或剧毒气体 。因此 ， 并 准确检 测空 气 中Ｓ ６ Ｆ 气体浓度 是 电力设备安全 可靠运 行的保 障和对现 场 器接 收到该数据包 。主控器 将接收 到的数据保 存并作其他 相
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｗｈ ｌ ｓｒ ｃｕｒ ｏ ａ ｌａ ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ ｙｓｅ ｓ ｒ ｃ ： ｈｅ ｏ ｅ ｔｕ ｔ ｅ ｆ ｇ ｓ ｅ ｋ ｎ ｔ ｒｎ ｓ ｔ ｍ ｉ ｔａ ｆ ｒ ｒ ｕ ｓａ ｉ ｎ ｉ ａ ａｙ ｅ ｎ ｒ ｎｓｏ ｍｅ ｓ ｂ ｔ ｔ ｓ ｓ ｎ ｌ ｚ ｄ．Ｔｈ ｍｕ ｔ ｓ ｌ ｃ ｅ ｅ ｔ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅ ｌｉ ｅｅ ｔ ｄ ｘ ｅ ｄ ｎ ・ ｏ ｆ ＣＡＮ ｂ ｓ ｓ ｉｃ ｓ ｄ ｒ ｍ ｔ ａ ｐ ｃ ｓ ｕ ｈ ｓ ｕ ｉ ｄ ｓ ｕｓ ｅ ｆｏ ｈｅ ｓ ｅ ｔ ｓ ｃ ａ ｈａｄ ｒ ｄ ｓ ｇ ｒ ｗａ ｅ ｅ ｉｎ，Ｌｉ ｕｘ ｅ ｉｅ ｒ ｒ ｎ ａ ｐｌ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｏ ，ａ ｄ ｈ ｎ ｄ ｖ ｃ ｄ ｖｅ ａ ｄ ｐ ｉ ｔｏ ｌ ｙ ｒ ｒ ｔ ｃ ｌ ｎ ｔ ｅ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｏ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ＣＡＮ ｕ ｏ ｍ ｂ ｓ ｃ ｍｍ ｕ ｉ ａｉ ｎ ｉ ｅ ｌ ｔｍｅ ａ ｄ ｒ ｌａ ｉ ｔ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ． ｎ ｃ ｔ ｎ ｒ ａ ｉ ｎ ｅｉ ｂ ｌ ｙ ｓ ａ ａ ｙ ｅ ｏ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ＣＡＮ ｂ ； ｌａ ｍｏ ｉ ｒｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕｓ ｅ ｋ ｎ ｔ ｉ ｇ； ＣＡＮ ｘ ｅ ｄ ｄ；ｄ ｖ ｒ ｏ ｅ ｔｎ ｅ ｉ ｒ ｅ
图ｌ 泄漏监控 系统结构图
２ ＣＡ Ｎ总线 关键技 术
２１ Ｃ ． ＡＮ总 线 硬 件 设 计
１ 系统 总体结构
系统 总体结构 如 图 １ 示 ， 所 整个 系统 由变送器 、 主控器 组
主控器 的 Ｃ Ｎ Ａ 通讯 功能是 基于 ￥ Ｃ ４ ０ Ｐ ３ ２ ４ Ｃ Ｕ的 ， Ａ 控 Ｃ Ｎ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｂ ｔ ＣＡＮ Ｂｕｓ ｎ ｓ ａ ｃ ａ ｏｕ ｉ Ｇａ ａ Ｍ ｏ ｔ ｉ Ｓ ｔ ｍ ｓ Ｌｅ ｋ ｎｉｏｒｎｇ ｙｓｅ
ＣＨＥＮ —ｉ， ＹＡＮＧ Ｋｕ — ｉ ｇ ，ＹＵ ｅ ＬＩ Ｔａ Ｋｅ ｌ ｎｍ ｎ Ｗ ｉ， ｏ
（．Ｓｈ ｏ ｆＭａｈ ｍ ｔ ｓａｄ Ｃ ｍ ｕｅ ｎ ｉｅｒ ｇ ｉｕ ｎｖｒｉ ，Ｃ ｅｇ ｕ ｉ ｕ ｎ ６ ０３ ，Ｃ ｉａ Ｊ ｃｏｌｏ ｔｅ ａｉ ｎ ｏ ｐ ｔ Ｅ ｇｎｅｉ ，Ｘｈ ａ Ｕ ｉ ｓｙ ｈ ｎｄ ，Ｓｃ ａ １ ０ ９ ｈｎ ； ｃ ｒ ｎ ｅ ｔ ｈ ２ ｃ ｏｌｏ ｌ ｔｃ ｌａ ｄ Ｉ ｏｍ ｔ ｎ Ｅ ｇｎｅｉｇ ｉｎ ｎｖｒｔ） ．Ｓｈ ｏ ｆＥｅ ｒ ａ ｎ ｎ ｒ ａｉ ｎ ｉ ｒ ，Ｘｈ Ｕ ｉ ｓｙ ｃｉ ｆ ｏ ｅ ｎ ａ ｅｉ
工作 人员身体健康 的保证 。变 电站气体 泄漏监控 系统的主要 应 处 理 。
功能 就是实 时准确地检 测高压 现场 中 Ｓ６ 体浓度含 量及其 Ｆ气
他环 境参数 ， Ｓ ６ 在 Ｆ 气体 浓度超标 时 ， 时发 出报警信 息并 自 及
动启动风机。
在变 电站气体泄漏监控 系统 中 ， 主控器要定时依次接收 多 个分 布于不 同地理位 置的 变送器 采集 的数 据 ， 时利用 Ｃ 这 ＡＮ 总 线就 是 主 控器 与变 送 器 间通 信 的最 好 方 式 。Ｃ ｕ ＡＮ （ ｏ ｔ ｌ ｒＡ ｅ ｅｗ ｒ， Ｃ ｎｒ ｌ ｒａ Ｎ ｔ ｏｋ 即控 制器局域 网络）是一种 能有效 ｏｅ ， 支持分布式控制和实时控制的 串行通信 网络 ， 属于工业现场总 线的范畴 。Ｃ Ｎ总线 的数据通信具有连 线简单 、 Ａ 传输可靠 、 实 时性强和 组网灵活等特 点 。其应 用范围 已不 再局限于 最初的 汽车 电子行业 ， 向 自动控制 、 而 航空 航天 、 机械工业 、 感器等 传 领域发展 。
Ｐ ５ ０芯 片 ， ＡＮ数 据 收 发 器 采 用 的 是 Ｃ 成 。变送 器负责检 测 Ｓ ６ Ｆ 气体 浓度 、 温度 、 湿度 、 环境 环境 含氧 制 器 用 的 是 ＭＣ ２ １ Ｃ Ｍ１５ 。ＭＣ ２ １是一种带有 Ｓ Ｉ 口的 Ｃ 控制器 ， 支 Ｔ ００ Ｐ ５０ Ｐ接 Ｎ Ａ 它 量， 并将检测到的信息传送给控制器 。主控器 负责 收集 各个 传 Ｎ Ａ ２０ ／ 能够发送或接收标准 的和扩展 的信 感器 变送 器传送 来的信 息 ， 录并显 示实 时数据 以及 历史 曲 持 Ｃ 技术规范 Ｖ ．Ａ Ｂ， 记 线， Ｓ６ 在 Ｆ 气体浓度超标 时 ， 发出报 警信 息或 者启动风机 。 息帧 ， 同时具有 接收滤 波和信息管理 的功能 ， 高数 据传输速 最 ｐ； Ｐ ５０ 个发送缓 冲器 和 ２ 个接收缓 冲 系统通过 Ｃ ＡＮ总 线连 接主控器与各变送 器。主控器与 变 率可达 １ Ｍｂ ｓＭＣ ２ １ 内含 ３ 器， 同时还具有灵活 的 中断管理能力。ＭＣ ２ １ 的这些特点使 Ｐ ５０ 送器的通信过程 如下 ： Ｐ Ａ （）主控器启 动时 ， １ 发送 一查 询信息到 Ｃ ＡＮ总 线上 。连接 得 Ｃ Ｕ对 Ｃ Ｎ总线的操 作变得非常简便
摘 要 ：分析 了变电站 气体泄漏监控 系统的整体结构。从 Ｃ ＡＮ总线的硬件设 计、 ｉｕ Ｌｎ ｘ系统下Ｃ ＡＮ总线驱动程序 、 应用 层通信协议等方面探讨 了Ｃ ＡＮ总线的多路选择扩展方式 ， 实时性 与可靠性等方面分析 了Ｃ 从 ＡＮ总线通信 的性 能。 关键词 ：Ｃ ＡＮ总线 ；泄漏监控 ；Ｃ Ｎ扩展 ；驱动程序 Ａ
・
３ ・ ８
Ｃｏ ｕ ｅ ａ Ｎｏ ９ ０１ ｍｐ ｔ ｒ Ｅｒ ． ２ ０
气 体 泄漏 监 控 系统 中 Ｃ Ａ Ｎ总线 研 究
陈克 力 ，杨坤 明 ，余 伟’ ，李 涛
（．西 华大 学数 学与计 算机 学院 ，四川 成都 ６０３ ；２ １ １０ ９ ．西华 大学 电气Βιβλιοθήκη Baidu 息学 院）