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SCADA系统在风光电厂中应用

2019年01月31日 14:02:05来源:电子发烧友网作者:电子发烧友网关键词:SCADA系统
  一般应用于风景发电厂的监督操控与数据收集体系SCADA(Supervisory Control And Data AcquisiTIon)一般都是由电力通讯专网来保证其通讯。但由于风景电厂在地理位置上的特殊性、多样性(一般在边远偏僻区域),使得某些通讯网无法担任SCADA的要求[1]。
 
  通用分组无线事务(GPRS)是GSM网络的晋级,经过在GSM网络上添加SGSN和GGSN两种数据交换节点设备以及一些更新软件来完成,GPRS网络中的数据传输以数据分组的形式传送。在国内,移动通讯网络现在已根本覆盖全国所有区域,因而使用技术上较为老练的GPRS无线网络,可对风景发厂的各个发电站进行实时长途监测与操控,这对提高整个风景电厂的功能具有实际含义。
 
  1 体系组成
 
  整个风景电厂的SCADA体系由风景发电站的状态参数收集部分和数据处理及传输两部分组成。本文要点介绍数据处理及传输部分。
 
  经过CAN总线与CAN总线适配器的连接,将各个风景发电站的状态参数传输至根据LPC2214的嵌入式体系,数据经处理后由GPRS通讯模块MC39i输出,并经过GPRS网络和Internet将数据传输至监控中心。反之,监控中心也能够将各种操作指令传送至操控终端,以操控风景发电站的运转。本体系的中心部分为“嵌入式GPRS通讯模块”的完成[2]。
 
  本体系使用ARM7核微处理器LPC2214,并适当对体系存储资源进行扩展,经过移植嵌入式操作体系μC/OS-Ⅱ来管理整个体系的运转。体系所使用的GPRS模块MC39i由西门子公司生产,具有使用方便、接口电路简略等优点[3]。GPRS虽支撑TCP/IP事务,但因为MC39i没有嵌入TCP/IP协议和PPP协议,所以需要在根据LPC2214的嵌入式体系中完成TCP/IP协议和PPP协议,否则体系无法使用GPRS网络的数据分组事务。
 
  2 CAN总线接口电路设计
 
  SJA1000与LPC2214之间的接口电路如图2所示,首要包括:LPC2214最小体系(未画出)、CAN通讯操控器SJA1000、CAN总线驱动器82C250和高速光电耦合器6N137。LPC2214操控SJA1000的初始化以及对风景发电站状态参数的接纳和发送。其中,SJA1000的AD0~AD7连接到LPC2214的P2口(DATA0~DATA7),/CS为0时,LPC2214选中SJA1000。SJA1000的/RD、/WR、ALE别离与LPC2214的对应引脚相连,/INT接LPC2214的P0.1脚(外部中止0),用于中止访问SJA1000。
 
  SJA1000的TX0、RX0经过高速光耦6N137后与82C250的TXD和RXD连接,这样可较好地完成本节点在CAN总线上的电气阻隔,从而增强CAN总节点的抗搅扰能力。要注意光耦部分电路采用的两个电源VCC和VDD必须完全阻隔,否则此光耦就失去了含义。本体系中的电源阻隔采用了小功率的电源阻隔模块完成。
 
  别的,经过在82C250的CANH和CANL引脚之间串连60 ?赘的电阻以消除电路中信号反射等搅扰。CANH和CANL与地之间并联两个30 pF的小电容,可滤除总线上的高频搅扰和一定的电磁辐射。别的,在两根CAN总线输入端与地之间别离接了一个防雷击管,当两头输入端与地之间出现瞬变搅扰时,经过防雷击管的放电可起到一定的保护作用。
 
  3 根据μC/OS-Ⅱ环境的多使命设计
 
  3.1 μC/OS-Ⅱ操作体系在ARM7核上的移植
 
  移植是使一个实时内核能在其他微处理器上运转,也就是为特定的CPU编写特定的代码。因为μC/OS-Ⅱ在读/写CPU寄存器时,只能经过汇编语言来进行,因而在使用μC/OS-Ⅱ时,针对具体的CPU,用户需要用汇编语言编写与CPU硬件相关的代码。
 
  根据μC/OS-Ⅱ的要求,移植μC/OS-Ⅱ到一个微处理器的体系结构上需要供给三个文件:在C语言头文件OS_CPU.H中,要界说与编译器无关的数据类型;界说所使用的仓库数据类型以及仓库的增长方向;界说一些有关ARM核的软中止。在C程序源文件OS_CPU_C.C中,首要是μC/OS-Ⅱ使命仓库初始化函数;在汇编程序源文件OS_CPU_A.S中,首要是时钟节拍中止效劳函数、中止退出时的使命切换函数以及μC/OS-Ⅱ第一次进入多使命环境时运转最高优先级使命的函数。
 
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