1 前言
控制与保护开关电器（Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ＣＰＳ）由于很好的解决了由分立元件构成的系统存在的保护特性与控制特性配合不协调的问题，而且还具有结构模块化、体积小、可靠性高及节能等诸多有点，使得其受到越来越多的设计人员选用。
目前，对于控制与保护开关电器的应用一般采用控制按钮加信号指示灯的控制方式，这种控制方式虽然结构很简单，但是系统的操作、管理及维护很不方便，特别是当现场有很多控制系统时，其故障查询及操控就更为不便。
控制器采用高性能的１６位微处理器和触屏技术，单个控制器最多可同时控制４０台控制与保护开关电器，且单个控制器之间可通过ＣＡＮ总线实现多主机联网互控，不需要ＰＣ机和上位机软件，只要通过任一个控制器就可以实现对全系统的控制与保护开关进行监控，大大提高了全系统的监控灵活性。因此，该控制器具有很重要的学术研究价值，而且有很好的工程应用前景。
2 多主机集中控制器的系统组成与设计
由ＣＰＳ控制与保护开关电器、多主机集中控制器构成的控制网络系统见图１.整个网络系统采用互为主机的多主机联机互控工作方式。操作人员可通过控制网络系统中的任一控制器监控网络中的任意一台控制与保护开关，包括实现控制与保护开关电器的合闸、分闸及运行和故障等监控。
3 多主机集中控制器的系统构成
（1）硬件系统
控制器硬件电路设计如图２所示，开关量输入模块采集控制与保护开关电器的启/停、故障、短路、漏电等不同状态的产品信号，通过抗干扰隔离后送入微处理器，通过ＬＣＤ显示各产品的运行情况，同时通过触摸屏采集操作人员的控制指令输入，开关量输出模块主要启停控制与保护开关电器，其控制指令可由操作人员输入，也可由软件根据实时数据判断执行。
（2）微处理器的选择
由于系统涉及到大量的开关量输入采集和开关量输出控制，且需要直接驱动ＬＣＤ显示及触摸屏控制模块，以及诸多的外围电路，而且又要执行大量的总线数据，该系统采用１６位的ｄｓＰＩＣ３３ＦＪ６４ＧＰ７１０微处理器。该芯片采用１００－Ｐｉｎ ＴＱＦＰ封装，指令执行速度达４０ＭＩＰＳ，其主要资源见下表所示。
4 ＣＡＮ通信
与一般的通信总线相比，ＣＡＮ总线通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，其特点如下：
（1）ＣＡＮ为多主控制方式，网络上任一点均可在任意时刻主动的向网络上其它节点发送信息，通信方式灵活，无需地址信息。
（2）ＣＡＮ只需要通过报文滤波即可实现点对点、点对面及全局广播等几种方式传送或接收数据，提高实时性和操作灵活性。
（3）ＣＡＮ在通信距离为１０kｍ时，通信速率仍可达到５ｋｐｓ。
（4）无需通过网桥或集线器，网络节点数可达１１２个等。
4.1 ＣＡＮ收发器及电路（见图3）
ＣＡＮ收发器是协议控制器和物理传输线路之间的接口，主要完成差动信号和逻辑信号的转换。系统采用ＰＣＡ８２Ｃ２５０收发器，它可以用高达１Ｍｂｉｔ/ｓ的位速率在两条有差动电压的总线电缆传输数据。ＣＡＮ协议控制器通过串行数据输出线和串行数据输入线连接到ＣＡＮ收发器，收发器通过有差动发送和接受的两个总线终端ＣＡＮＨ和ＣＡＮＬ连接到总线电缆。
4.2 ＣＡＮ报文处理
网络节点间的通信基于“命令＋参数”和“多主竞争的总线仲裁”的方式来完成，ＣＡＮ网络中的节点在接收到远程帧后，通过判别标识符的低３位来区别远程帧请求的数据类别，而将节点所需要的数据发送出去，同时也根据其它网络节点的命令执行操作。报文处理框图见图4.
5 结束语
系统为实现控制与保护开关电器的多主集中管理和控制，设计了一种基于ＣＡＮ通信技术的控制与保护开关多主机集中控制器。不仅可以实现网络节点下接的控制与保护开关电器的控制及监视，而且还实现了灵活的多主控制，操作人员可通过任意网络节点控制任一网络节点中下接产品的控制和监视，实现了更为人性化的系统配置，具有很好的市场应用前景。
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