DeviceNet总线在智能配电网络系统中的应用
Fig.1 Layer Structure of DeviceNet Protocol
将DeviceNet现场总线技术应用于低压配电系统，沿袭了CAN总线的短报文帧传输、无破坏性的总线仲裁技术、强大的故障诊断能力和抗干扰能力等优点，使系统达到良好配合，提高配电网络系统的实时性、安全性和可靠性；而其统一的设备描述又能提高不同厂商设备之间的互操作性及互换性。
1 DeviceNet配电网络系统
DeviceNet网络的通讯速率较低，不太适合于大数据量的传输。但由于低压配电网络系统中的通讯数据量不大，有些信息的处理可以现场化。因此，可以充分利用DeviceNet短帧传输和无破坏性的总线优先权仲裁技术，对通讯数据进行良好的配置以达到实时性的要求。如将负荷开关的状态变化和配电系统的故障信号等需要实时刷新的数据作为I/O数据，以保证优先、快速地传输故障状态信息和快速地完成故障识别，并快速地实现故障隔离和恢复供电；将其它测量量（如电压、功率等）、一般的报警信号或预警信号和一些涉及电力质量的测量量（如频率、谐波量等）以及一些脉冲量和统计量等作为显式信息来处理。
DeviceNet的智能化配电网络系统结构如图2所示，主要由三部分组成：DeviceNet总线、PC机（主站）和智能低压配电柜（从站）。上位PC机主要负责对整个网络系统的管理和调度；从站主要完成对现场设备的信号检测、参数显示和控制。
图2 基于DeviceNet的智能化配电系统结构
Fig.2 Intelligent Power Distribution System Based on DeviceNet
由主站计算机通讯可获得各从站点的电力质量信息及运行状态参数，实现遥测、遥信、遥调、遥控。具体实现的功能如下：
（1）遥测：从站向主站报送①工作参数：A、B、C、N相电流值，Uab、Ubc、Uca的电压值，功率因数，有功功率，无功功率及电网频率；②故障参数：故障时的A、B、C、N相电流值，Uab、Ubc、Uca的电压值，故障类型，故障动作时间。
（2）遥信：从站向主站报送各个保护参数：开关型号、开关状态（合/分）、额定电流、长延时动作值、长延时时间、短延时动作值、短延时时间、瞬时动作值、接地动作值、接地时间。
（3）遥调：从站接收主站的命令来改变智能脱扣器的保护特性设定值。
（4）遥控：从站接收主站的控制信号来实现“分/合”的遥控功能，同时在屏幕上得到从站的反馈，确认执行。
2 智能配电控制器硬件设计
2.1 控制器系统框图
基于DeviceNet的智能配电控制器硬件原理图如图3所示。主要由微控制器、检测模块、显示模块、键盘设置模块、信息存储模块构成、RS232/RS485串口模块、CAN通讯模块。
图3 智能配电控制器硬件原理图
Fig.3 Hardware Principle of Intelligent Switchgear Controller
2.2 CAN通讯模块
80C196KC+SJA1000智能节点硬件电路如图4所示。主要由四部分构成：微控制器80C196KC、独立CAN控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250和高速光电耦合器6N137。实现数据的接收和发送等通讯任务。
图4 SJA1000 CAN通讯接口电路
Fig.4 CAN Communication Interface Circuit Based on SJA1000
3 DeviceNet预定义主/从连接组
DeviceNet协议规范是描述DeviceNet设备之间实现连接和交换数据的一套协议。在DeviceNet规范中，详细介绍了连接、信息协议和通讯相关的对象。对于应用极为普遍的Master/Slave网络，DeviceNet协议制定了一套预定义好的数据帧的标识分配方案。
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