智能斷路器的CAN 總線網絡節點設計
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2. 2 軟件部分設計
上位機的軟件設計可以通過調用CAN 卡的動態連接庫(. DLL)，利用自定義CAN 應用層協議實現與CAN 總線應用系統的連接，USBCAN-2A 智能CAN 接口卡支持Win9x /Me、Win2000 /XP 等操作系統，也支持Linux2. 4、Linux2. 6 版版本的操作系統。USBCAN-2A 提供了統一的應用程序編程接口，便于用戶進行應用程序開發。支持VC、VB、Delphi 和C + + Builder 等開發。本設計采用MCGS 組態軟件實現對智能CAN 卡的操作控制。一般來說，MCGS 訪問接口卡都是通過MCGS 系統中已有的相應設備構件來進行的，這些設備構件主要由MCGS 開發商預先開發，但也可由最終用戶根據MCGS 技術規范自行開發。對于USB-2A 型智能CAN 接口卡，MCGS 系統沒有提供可以直接調用的相應設備構件。要成功地使MCGS 能訪問USB-2A 型接口卡，通常的辦法是由開發商或用戶自己開發USB-2A 型的設備構件，但這將花費大量的時間，且有一定的難度。為解決這一問題，我們采用了OPC 服務器技術。
MCGS 支持OPC 協議，它可以用作OPC 客戶端與OPC 服務器接*換數據;同時USBCAN-2A 型CAN 接口卡也可以被OPC 服務器所支持，用作OPC 服務器的數據來源和數據接收體，由OPC 服務器自動與其交換數據。能采用的OPC服務器有很多種，周立功公司開發的ZOPC_Server就是一款很好OPC 服務器軟件，它支持ZLGCAN 系列接口卡和MCGS 組態軟件。MCGS、ZOPC_Server 與USBCAN-2A 型有機協調工作，就完全能很好地解決MCGS 與USBCAN-2A 之間的接口問題，使用戶程序能有效地訪問CAN 總線網絡。它們之間的關系示意圖如圖4 所示。
圖4 MCGS、ZOPC － Server 和USB-2A 關系示意圖.
本設計通過ZOPC_Server 服務器，與CAN 網絡進行數據通信。ZOPC_Server 是一個OPC 服務器軟件，只要在一臺PC 機上插上USBCAN-2A 接口卡，再運行本服務器軟件，并在服務器軟件中進行一些相關配置以后，就可以使用任何一種支持OPC 協議的客戶端軟件(比如組態軟件:組態王、MCGS 和INTOUCH 等)來連接到該服務器。
在服務器中，對于每個CAN 設備的每路CAN，都固定有2 個通道，分別為In_CANData 和Out_CANData。對于輸入通道In_CANData，服務器把從CAN 網絡接收到的數據存放到此數據項中，客戶端只能讀取它的數據;而對于輸出通道Out_CANData，客戶端把要發送的數據寫入到此數據項中，服務器再把此數據項中的數據提取出來發送到CAN 網絡，客戶端不能讀取此數據項的數據。它們的存儲格式都為字符串形式。2 個數據項In_CANData 和Out _CANData，其長度都為30 Byte，前14 Byte 為幀信息，后16 Byte 為CAN數據。
本設計使用的監控軟件為MCGS 組態軟件，通過對組態軟件的簡單設置，將ZOPC_Server 添加到MCGS 組態軟件中去，就可以在組態軟件中使用服務器中的數據了。ZOPC_Server 的輸入通道In_CANData 接收到的CAN 數據是字符串形式的，而且接收的數據根據通信協議最后16 Byte 的數據為采集的電網信號大小，通過MCGS 組態軟件中的系統函數，編寫腳本函數，首先將數據進行解包處理，截取后16 Byte 的數據，然后將這16 Byte的十六進制字符串形式的數據，轉換為十進制數據，并將這個數據放到一個定義的變量里。
對CAN 網絡發送數據時，用戶程序需把具體的幀信息和要發送的數據按Out_CANData 的格式組合成一個字符串，用戶程序對于接收到的數據(In_CANData 格式)也需進行拆分，識別出幀信息和接收到的有用數據供程序使用。
2. 3 組態界面的設計
組態界面的設計主要包括了主界面的設計、數據顯示界面的設計等，其中主界面包括實時的電網信號值的顯示，報警信號的顯示界面，報警上、下限修改輸入窗口和下位機電網參數修改窗口。
2. 3. 1 主開機界面設計
實時電網信號值顯示畫面框如圖5 所示。通過該窗口，操作人員可以很容易看到電網信號的當前數據值。
圖5 實時電網信號值顯示畫面框.
本設計的智能脫扣器可以適用于不同的斷路器中，而不同的應用場合需要的脫扣參數是不同的，這就要求能夠隨時修改下位機的脫口參數，來實現對下位機的調控，圖6 為修改脫扣器脫扣參數窗口。
主界面中，通過設計報警信號顯示畫面，可以觀察在何時出現怎樣的故障報警，隨時供操作人員修改高、低報警值限。當電壓、電流信號出現故障時，指示燈能給出故障指示。在對數據對象進行報警定義時，已經選擇報警產生時“自動保存產生的報警信息”，可以使用“報警信息瀏覽”構件，瀏覽數據庫中保存下來的報警信息。
圖6 修改脫扣器脫扣參數窗口.
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