現(xiàn)場總線技術在智能斷路器系統(tǒng)設計中的應用

前言

　　計算機網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的發(fā)展和應用，使具有通信功能的智能化、高性能、新型低壓電氣元件成為電氣技術的發(fā)展方向，低壓配電系統(tǒng)網(wǎng)絡化成為發(fā)展趨勢。低壓配電系統(tǒng)的檢測、控制部件往往和斷路器相結合，通過對斷路器的檢測，能夠得到低壓配電系統(tǒng)的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率和報警狀態(tài)等參數(shù)，從而實現(xiàn)通過控制斷路器的動作來控制整個低壓配電系統(tǒng)。因此，斷路器作為低壓配電系統(tǒng)的最基本元件之一，它的網(wǎng)絡化對實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡化具有非常重要的意義。研制、應用和推廣智能型斷路器及其相應的現(xiàn)場總線技術是我國配電自動化發(fā)展的基礎，也是適應我國現(xiàn)代化配電工業(yè)發(fā)展的需求?！　”緯荚诮榻B基于現(xiàn)場總線的智能斷路器通信接口設備的軟硬件設計，其內(nèi)容為編者所在的課題組多年來從事現(xiàn)場總線在智能斷路器中應用研究工作的總結，它來源于工業(yè)界直接聯(lián)系的項目，具有推廣和指導意義。編者寫這本書的目的是希望能起到拋磚引玉的作用，與同行有機會商榷討論，共同推動現(xiàn)場總線在智能斷路器中的應用和發(fā)展。　　本書適合作為高等院校計算機、工業(yè)自動化及儀表類專業(yè)本科生、研究生教學和畢業(yè)設計的參考書，也可作為從事現(xiàn)場總線系統(tǒng)設計及應用開發(fā)的技術人員的培訓教材。

內(nèi)容概要

　　研制、應用和推廣智能型斷路器及其相適應的現(xiàn)場總線技術是我國配電自動化發(fā)展的基礎，也是我國現(xiàn)代化配電工業(yè)發(fā)展的需求。　　本書每章都以實際項目為背景，詳細而全面地論述了智能斷路器中基于現(xiàn)場總線標準的通信接口電路的設計與開發(fā)的全過程。內(nèi)容覆蓋了CAN、Profibus、DeviceNet、Modbus總線的基本原理、遵循的規(guī)范和協(xié)議、通信控制芯片、接口電路設計及協(xié)議軟件設計與測試。并針對多總線標準共存的情況，介紹了常用的兩種解決方法：協(xié)議轉(zhuǎn)換器和OPC，技術。同樣是在下程實例的背景下，介紹斷路器的協(xié)議轉(zhuǎn)換器和OPI技術的軟硬件設汁和實現(xiàn)。　　本書突出廠與實際項目相關的內(nèi)容，書中的附錄部分提供了部分與實際廾發(fā)相關的技術資料。本書可作為高等院校計算機、丁業(yè)自動化及儀表類專業(yè)本科牛、研究生教學和畢業(yè)設計的參考書，也可作為從事現(xiàn)場總線系統(tǒng)設計及應用開發(fā)的技術人員的培訓教材。

書籍目錄

第1章　緒論 　1.1　現(xiàn)場總線技術概述 　1.2　控制網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)通信基礎 　1.3　智能斷路器技術概述 　1.4　現(xiàn)場總線在智能斷路器中的應用 　思考題與習題 第2章　基于CAN總線的低壓智能斷路器 　2.1　CAN總線技術原理 　2.2　CAN協(xié)議規(guī)范 　2.3　獨立CAN控制器SJA 1000 　2.4　CAN總線收發(fā)器TJA 1050 　2.5　基于5JA 1000 CAN總線的通信接口的設汁 　2.6　基于CAN總線的低壓斷路器設計舉例 　思考題與習題 第3章　基于Profibus-DP的斷路器智能通信模塊 　3.1　Profibus總線技術 　3.2　智能低壓斷路器通信模塊總體設計方案 　3.3　網(wǎng)絡的通信速率和可靠性分析 　3.4　Profibus-DP從站通信接口的硬件電路設計與實現(xiàn) 　3.5　Profibus-DP從站通信接口的軟件設計與實現(xiàn) 　3.6　系統(tǒng)通信測試與結果分析 　思考題與習題 第4章　基于DeviceNet總線標準的通信接口 　4.1　DeviceNet概述 　4.2　DeviceNet協(xié)議規(guī)范 　4.3　通信適配器的硬件電路設計與實現(xiàn) 　4.4　通信適配器的軟件設計與實現(xiàn) 　4.5　一致性測試及通信適配器運行結果分析 　思考題與習題 第5章　基于Modbus總線標準的通信接口 　5.1　Modbus協(xié)議 　5.2　嵌入式Modbus通信系統(tǒng)總體設計及其實現(xiàn)方案 　5.3　Modbus通信卡的硬件設計及實現(xiàn) 　5.4　Modbus通信卡的軟件設計及實現(xiàn) 　5.5　Modbus通信系統(tǒng)凋試及測試 　思考題與習題 第6章　DeviceNet-Modbus現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器 　6.1　開發(fā)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的必要性 　6.2　DeviceNet協(xié)議和Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換原理 　6.3　協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件電路設計及實現(xiàn) 　6.4　協(xié)議轉(zhuǎn)換器的軟件設計及實現(xiàn) 　6.5　協(xié)議轉(zhuǎn)換器的一致性測試 　思考題與習題 第7章　OPC技術應用 　7.1　OPC技術 　7.2　OPC數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn) 　7.3　OPC客戶端的開發(fā) 　7.4　OPC服務器的開發(fā) 　7.5　調(diào)試結果及其分析 　7.6　OPC技術的應用 　思考題與習題 第8章　智能斷路器的遠程監(jiān)控系統(tǒng) 　8.1　斷路器遠程監(jiān)控實現(xiàn)的技術基礎 　8.2　遠程監(jiān)控系統(tǒng)總體設計及硬件組成 　8.3　軟件設計及實現(xiàn) 　8.4　通信測試與結果分析 　思考題與習題 附錄A 附錄B 附錄C 附錄D 附錄E 附錄F 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.高速模式　　高速模式是普通的工作模式，將引腳S連接到地可以進入該模式。由于引腳S有內(nèi)部下拉功能，所以當它沒有連接時，高速模式也是默認的工作模式。在這個模式中，總線輸出信號有固定的斜率，并且以盡量快的速度切換。這種模式適合用于最大的位速率和／或最大的總線長度，而且此時它的收發(fā)器循環(huán)延遲最小?！　?.靜音模式　　在靜音模式中，發(fā)送器被關閉，器件的其他部分仍在工作。該模式可以防止由于CAN控制器失控而造成的網(wǎng)絡阻塞。當收發(fā)器運行在非發(fā)送狀態(tài)時，它消耗的電源電流和在隱性狀態(tài)時的一樣。將引腳S接高電平，就可以進入靜音模式?！　。?）在靜音模式中，節(jié)點可以被設置成對總線絕對無源的狀態(tài)。當CAN控制器不受控制，占用總線無意識地發(fā)送報文時，這個模式就顯得非常重要。微控制器激活了靜音模式后，便不再直接訪問CAN控制器TJA1050，而會釋放總線。因此，在今天的電子應用要求系統(tǒng)有高可靠性的情況下，靜音模式變得非常有用?！　。?）在靜音模式中，RXD仍然監(jiān)控總線。因此，靜音模式提供了具有診斷功能的只聽模式，它確保節(jié)點的顯性位完全不會影響總線?！　?.TXD顯性超時　　除了靜音模式外，TJA1050還提供TXD顯性超時功能。這個保護功能可以防止出錯的CAN控制器通過發(fā)送持續(xù)的顯性TXD信號將總線箝位在顯性電平?！　D2.19表示了TXD的顯性超時功能，它由TJA中的超時定時器完成，用來對TXD端顯性電平進行監(jiān)視。超過允許最大的TXD顯性時間后，發(fā)送器將被禁能，下一個顯性輸出只有在釋放了TXD后才可以產(chǎn)生。根據(jù)CAN協(xié)議，TXD只允許最多一個連續(xù)的顯性位，最壞的情況是一個錯誤幀緊接在5個連續(xù)的顯性位后面，因此，TXD呈顯性所允許的最長時間會將最小位速率限制在60kh／s。

圖書封面

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