智能断路器的CAN 总线网络节点设计
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2. 2 软件部分设计
上位机的软件设计可以通过调用CAN 卡的动态连接库(. DLL)，利用自定义CAN 应用层协议实现与CAN 总线应用系统的连接，USBCAN-2A 智能CAN 接口卡支持Win9x /Me、Win2000 /XP 等操作系统，也支持Linux2. 4、Linux2. 6 版版本的操作系统。USBCAN-2A 提供了统一的应用程序编程接口，便于用户进行应用程序开发。支持VC、VB、Delphi 和C + + Builder 等开发。本设计采用MCGS 组态软件实现对智能CAN 卡的操作控制。一般来说，MCGS 访问接口卡都是通过MCGS 系统中已有的相应设备构件来进行的，这些设备构件主要由MCGS 开发商预先开发，但也可由最终用户根据MCGS 技术规范自行开发。对于USB-2A 型智能CAN 接口卡，MCGS 系统没有提供可以直接调用的相应设备构件。要成功地使MCGS 能访问USB-2A 型接口卡，通常的办法是由开发商或用户自己开发USB-2A 型的设备构件，但这将花费大量的时间，且有一定的难度。为解决这一问题，我们采用了OPC 服务器技术。
MCGS 支持OPC 协议，它可以用作OPC 客户端与OPC 服务器接*换数据;同时USBCAN-2A 型CAN 接口卡也可以被OPC 服务器所支持，用作OPC 服务器的数据来源和数据接收体，由OPC 服务器自动与其交换数据。能采用的OPC服务器有很多种，周立功公司开发的ZOPC_Server就是一款很好OPC 服务器软件，它支持ZLGCAN 系列接口卡和MCGS 组态软件。MCGS、ZOPC_Server 与USBCAN-2A 型有机协调工作，就完全能很好地解决MCGS 与USBCAN-2A 之间的接口问题，使用户程序能有效地访问CAN 总线网络。它们之间的关系示意图如图4 所示。
图4 MCGS、ZOPC － Server 和USB-2A 关系示意图.
本设计通过ZOPC_Server 服务器，与CAN 网络进行数据通信。ZOPC_Server 是一个OPC 服务器软件，只要在一台PC 机上插上USBCAN-2A 接口卡，再运行本服务器软件，并在服务器软件中进行一些相关配置以后，就可以使用任何一种支持OPC 协议的客户端软件(比如组态软件:组态王、MCGS 和INTOUCH 等)来连接到该服务器。
在服务器中，对于每个CAN 设备的每路CAN，都固定有2 个通道，分别为In_CANData 和Out_CANData。对于输入通道In_CANData，服务器把从CAN 网络接收到的数据存放到此数据项中，客户端只能读取它的数据;而对于输出通道Out_CANData，客户端把要发送的数据写入到此数据项中，服务器再把此数据项中的数据提取出来发送到CAN 网络，客户端不能读取此数据项的数据。它们的存储格式都为字符串形式。2 个数据项In_CANData 和Out _CANData，其长度都为30 Byte，前14 Byte 为帧信息，后16 Byte 为CAN数据。
本设计使用的监控软件为MCGS 组态软件，通过对组态软件的简单设置，将ZOPC_Server 添加到MCGS 组态软件中去，就可以在组态软件中使用服务器中的数据了。ZOPC_Server 的输入通道In_CANData 接收到的CAN 数据是字符串形式的，而且接收的数据根据通信协议最后16 Byte 的数据为采集的电网信号大小，通过MCGS 组态软件中的系统函数，编写脚本函数，首先将数据进行解包处理，截取后16 Byte 的数据，然后将这16 Byte的十六进制字符串形式的数据，转换为十进制数据，并将这个数据放到一个定义的变量里。
对CAN 网络发送数据时，用户程序需把具体的帧信息和要发送的数据按Out_CANData 的格式组合成一个字符串，用户程序对于接收到的数据(In_CANData 格式)也需进行拆分，识别出帧信息和接收到的有用数据供程序使用。
2. 3 组态界面的设计
组态界面的设计主要包括了主界面的设计、数据显示界面的设计等，其中主界面包括实时的电网信号值的显示，报警信号的显示界面，报警上、下限修改输入窗口和下位机电网参数修改窗口。
2. 3. 1 主开机界面设计
实时电网信号值显示画面框如图5 所示。通过该窗口，操作人员可以很容易看到电网信号的当前数据值。
图5 实时电网信号值显示画面框.
本设计的智能脱扣器可以适用于不同的断路器中，而不同的应用场合需要的脱扣参数是不同的，这就要求能够随时修改下位机的脱口参数，来实现对下位机的调控，图6 为修改脱扣器脱扣参数窗口。
主界面中，通过设计报警信号显示画面，可以观察在何时出现怎样的故障报警，随时供操作人员修改高、低报警值限。当电压、电流信号出现故障时，指示灯能给出故障指示。在对数据对象进行报警定义时，已经选择报警产生时“自动保存产生的报警信息”，可以使用“报警信息浏览”构件，浏览数据库中保存下来的报警信息。
图6 修改脱扣器脱扣参数窗口.
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