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基于OPC服务器CAN总线智能节点开发系统的研究及应用

作　者: 崔其祥
导　师: 王红蕾
学　校: 贵州大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: OPC DA规范 STATCOM CAN总线客户端系统集成
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

OPC规范(OLE for Process Control)是OPC基金会为实现控制系统之间的信息交换和互操作而制定的。它基于微软的COM/DCOM和最新的XML技术,建立了一套符合工业控制要求的通信接口规范,使控制软件可以高效、稳定地对硬件设备进行数据存取操作,系统应用软件之间也可以灵活地进行信息交互,极大提高了控制系统的互操作性和适应性。本文详细介绍了OPC技术产生的背景及其发展历程,在分析国内外应用和研究情况的基础上,使用Delphi开发了OPC客户端,通过变量函数Write_OPCGroup_Item_Value将OPC客户端的数据用异步方式写入到OPC服务器中去,最后在Delphi中使用了4个控件完成了DDE功能并实现实时数据采集。同时也介绍了STATCOM的电路模型及工作原理,利用FBD法建立STATCOM的电流检测模型并详细叙述了其数字低通滤波器的设计方法,研究了STATCOM的硬件设计:同步信号电路,信号检测电路,IGBT保护电路并给出了STATCOM软件流程图。讨论了CAN总线规范及其在工业自动化控制中的地位,详细说明了基于独立CAN控制器ECAN的CAN控制节点的设计实现方法,利用该控制节点对OPC DA数据服务器的相关规范功能进行了验证,并在设计中增加了节点工作可靠性的措施。最后通过工业数据信息集成联机调试基本实现由STATCOM检测的电网A相电流,电压,电压畸变率,电流畸变率,电压不平衡度,电网视在功率,电网基波功率因数等参数通过CAN总线发送到OPC服务器,最终送给OPC客户端接收,实现了工业底层数据传向上位机。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章绪论  7-16
  1.1 OPC规范意义及发展历程  7-8
  1.2 静止同步发生器(STATCOM)发展历程及现状  8-10
  1.3 CAN总线发展历程及特点  10-11
  1.4 课题选题背景及研究的主要内容  11-16
    1.4.1 课题选题背景  11-12
    1.4.2 OPC技术的优点  12-13
    1.4.3 STATCOM装置的优点  13-14
    1.4.4 CAN总线的优势  14
    1.4.5 本课题的主要研究内容  14-16
第二章 OPC服务器相关技术及其客户端实现  16-27
  2.1 OPC数据存取(Data Access)规范简介  16-19
    2.1.1 概述  16-17
    2.1.2 OPC服务器对象  17-18
    2.1.3 OPC组对象  18-19
    2.1.4 OPC项  19
  2.2 OPC-DA客户端实现  19-26
    2.2.1 概述  19-21
    2.2.2 COM对象  21-22
    2.2.3 OPC客户端的创建  22-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章配电系统静止同步补偿器STATCOM的设计及应用  27-53
  3.1 STATCOM电路模型及工作原理  27-32
    3.1.1 STATCOM电路模型  27-28
    3.1.2 STATCOM工作原理  28-32
  3.2 无功电流检测及控制算法  32-41
    3.2.1 FBD算法  32-34
    3.2.2 无差拍控制算法  34-36
    3.2.3 参考电流的计算  36
    3.2.4 参考电流的预测的改进  36
    3.2.5 低通滤波器设计时要考虑的基本问题及解决办法  36-40
    3.2.6 LPF传递函数的确定  40-41
  3.3 STATCOM硬件设计  41-45
    3.3.1 STATCOM主电路部分设计  41-42
    3.3.2 STATCOM控制电路部分设计  42-43
    3.3.3 STATCOM信号检测部分的设计  43-44
    3.3.4 IGBT驱动保护电路部分设计  44-45
  3.4 STATCOM软件设计  45-49
    3.4.1 STATCOM软件流程图  45-47
    3.4.2 STATCOM补偿策略  47
    3.4.3 仿真结果  47-49
  3.5 实验结果和现场实际应用  49-52
    3.5.1 无功补偿模式  49-50
    3.5.2 三相不平衡补偿模式  50
    3.5.3 无功、不平衡、谐波的全补偿模式  50-52
  3.6 本章小结  52-53
第四章 CAN总线控制节点的实现及可靠性分析  53-61
  4.1 CAN协议规范  53-55
    4.1.1 CAN报文规范  54-55
  4.2 主要器件介绍  55-57
    4.2.1 ECAN模块简介  55-56
    4.2.2 CAN收发器PCA82C250简介  56-57
  4.3 CAN控制节点软件设计  57-58
    4.3.1 ECAN初始化  57
    4.3.2 报文发送  57-58
  4.4 可靠性设计  58-60
    4.4.1 硬件抗干扰  58-59
    4.4.2 软件抗干扰  59-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 OPC DCOM服务器在CAN控制系统集成中的应用  61-74
  5.1 CAN控制系统的总体结构  61-62
  5.2 USBCAN通信原理简介  62
  5.3 ZOPC Server的配置  62-64
  5.4 OPC DCOM客户端测试  64-67
    5.4.1 标定传感器参数  65-66
    5.4.2 DSP参数随时存取于铁电随机存储器(FRAM)  66
    5.4.3 系统电网参数  66-67
  5.5 系统的体系结构  67-72
    5.5.1 ECAN模块与OPC服务器的通信  67-68
    5.5.2 ECAN模块通信软件设计  68-72
  5.6 本章小结  72-74
第六章结论与展望  74-75
参考文献  75-77
致谢  77-78
总结  78-79

基于OPC服务器CAN总线智能节点开发系统的研究及应用

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