基于CAN总线和单总线的在线式防误闭锁系统的实现

摘要

针对当前四种防误闭锁系统的弊端，提出基于CAN总线和单总线的在线式防误闭锁系统，设计构建了三层式网络系统：变电站层与间隔层通过CAN总线组网通信，间隔层与执行层通过单总线网络连接。重点设计了作为执行层终端的新型电磁锁，该电磁锁具有解闭锁操作、状态监测、操作引导、自检测、防“走空程”和机械解锁功能。新型电磁锁采集的状态信息和驱动命令都转化为单总线信号，共用一条单总线与间隔控制器连接；各间隔控制器通过CAN现场总线与变电站层的主机进行信息交互，实现主机对电磁锁的远程监控。

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第一章绪论

1.1五防的背景

1.2四种防误闭锁系统的分析

1.2.1机械联锁方式

1.2.2机械程序锁方式

1.2.3电气(电磁)闭锁方式

1.2.4微机防误闭锁方式

1.3本文的工作

第二章在线式防误闭锁方案的实现

2.1在线式防误闭锁系统

2.2各种在线式防误闭锁系统的比较

2.2.1基于蓝牙技术的在线式防误操作系统

2.2.2基于可编程控制器(PLC)的在线式防误操作系统

2.3基于CAN总线和单总线的在线式防误闭锁系统的实现

2.3.1变电站层与间隔层通信方案

2.3.2间隔层与执行机构层通信方案

2.3.3在线式防误闭锁系统的实现

2.4本章小结

第三章 变电站层和间隔层的设计与实现

3.1变电站层防误主机与CAN总线的通讯设计

3.2防误控制器的硬件设计

3.2.1 CAN网络接口电路

3.2.2实时钟电路、语音电路和电源电路

3.3防误主机软件设计

3.3.1安全控制

3.3.2网络通讯

3.3.3设备管理

3.3.4防误控制

3.3.5操作票执行

3.3.6存储查询

3.4CAN通信协议的定义

3.5防误控制器的软件设计

3.5.1 CAN总线通讯程序

3.5.2实时钟芯片程序

3.6系统抗干扰设计

3.6.1变电站的干扰源

3.6.2系统抗干扰措施

第四章执行机构层的设计

4.1机械部分的设计

4.1.1结构设计

4.1.2功能设计

4.2电子部分的设计

4.2.1电路设计

4.2.2功能设计

4.3执行层与间隔层的通信和控制设计与实现

4.3.1单总线接口电路

4.3.2单总线接口程序设计

4.3.3电磁锁的控制程序

第五章结论与展望

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况