嵌入式系统在矿用综合保护器中的应用与研究
发布时间：2020-12-12 08:02
随着煤矿装备技术的不断发展,煤矿机械化、现代化程度的不断提高,井下电器设备的使用量越来越大,对电器的保护要求越来越高。智能综合保护器是矿井电力监控系统的重要组成部分。本文研究的主要目的是探讨嵌入式系统在综合保护器上的应用方法,分析嵌入式系统设计方法的具体实现。本文主要采用嵌入式系统的设计方法,即软件硬件协调设计的方法,在设计硬件部分的同时也进行了配套的软件部分的设计。此种综合保护器的创新主要体现在以下两个方面:1)通过研究分析各种保护策略的理论依据,设计实现了可行的保护策略,保护判断的准确度有较大的提高;2)建立基于CAN总线的通信协议,对现有保护器的普遍问题进行了改进。最终不但对新的理论进行了研究和实际应用,而且使设计的综合保护器达到产品的技术要求。本文首先通过对嵌入式系统的定义的介绍,说明了嵌入式系统自身的特点。接着介绍了嵌入式系统的开发方法以及设计中的硬件和软件开发环境。然后对项目进行了需求分析,阐述了整体设计思想和工作原理,按模块对主要功能部件的设计方法和工作原理做了详细的说明,其中突出介绍了CAN总线网络的特点和设计实现。最后对研究中遇到的问题进行了总结,并提出合理的改进方向...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿井电力系统监测监控图
图 3.3 RS232 接口电路图232 有两路 232 的转换通道，该电路图所示的为只采用通道 2，应个输入引脚接地排除干扰。存储器电路保护器所采用的存储器为 FM24CL64，它是采用 I2C 总线方式进于 LPC2292 带有 I2C 接口，所以可以直接与其连接，在 I2C 总线 3KΩ的上拉电阻减少干扰。A0、A1 和 A2 地址线的连接方式决的地址。图 3.4 为铁电存储器电路原理图。
20图 3.4 铁电存储器原理图3.4 综合保护器功能模块化设计该保护器采用 C 语言编写，在主程序中主要完成对功能部件和 MCU 的初始化，完成基本的设置，读写存储器中的数据，完成系统自检等工作。同时采用中断程序保证紧急任务优先执行，而优先级比较低的任务可以直接通过主程序查询方式完成。3.4.1 软件的模块化设计模块化编程是一种软件设计方法，每个模块都是独立编写、编译和调试，最后将所有模块联合起来测试。模块化编程有以下优点：⑴ 模块化编程使程序开发更有效，小块程序更容易理解和调试。当知道模块的输入和要求的输出时，就可直接测试小模块。⑵ 同类的需求较多时，可把程序放入库中以备以后使用。例如显示驱动，就可以把它放入库中，若再次使用时，就可以直接取出(必要时作简单修改)，而不必重新编写。⑶ 模块化编程使得要解决的问题与特定模块分离，很容易找到出错的模块，大大简化了调试。整体的程序流程图见图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于零序功率方向的选择性漏电保护系统[J]. 王彦文,王念彬,杨秀强,邢强. 煤矿机电. 2006(01)
[2]基于DSP和单片机双CPU结构的电动机综合保护器[J]. 佟为明,李中伟,赵志衡. 低压电器. 2005(08)
[3]FIR和IIR数字滤波器的探讨与实现[J]. 饶志强,叶念渝. 计算机与数字工程. 2005(07)
[4]数字式综合保护器可靠性分析与冗余容错设计[J]. 张小鸣. 煤炭学报. 2005(03)
[5]基于嵌入式微计算机的IIR数字滤波器设计实现[J]. 高锋阳,李强. 计量与测试技术. 2004(12)
[6]ABB SPAC315C馈线终端综合保护器[J]. 王志强. 电工技术. 2004(11)
[7]一种基于AVR单片机的工频干扰滤除快速算法[J]. 王伯岭,吴双力. 电子技术应用. 2004(10)
[8]矿用高低压开关综合保护器的DSP实现[J]. 张小鸣. 测控技术. 2004(10)
[9]西门子综合保护器误动原因分析及其改进方法[J]. 邬建. 广东电力. 2004(05)
[10]基于零序功率方向原理的矿井漏电保护装置设计[J]. 王其军. 煤炭科学技术. 2003(12)
本文编号：2912151
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿井电力系统监测监控图
图 3.3 RS232 接口电路图232 有两路 232 的转换通道，该电路图所示的为只采用通道 2，应个输入引脚接地排除干扰。存储器电路保护器所采用的存储器为 FM24CL64，它是采用 I2C 总线方式进于 LPC2292 带有 I2C 接口，所以可以直接与其连接，在 I2C 总线 3KΩ的上拉电阻减少干扰。A0、A1 和 A2 地址线的连接方式决的地址。图 3.4 为铁电存储器电路原理图。
20图 3.4 铁电存储器原理图3.4 综合保护器功能模块化设计该保护器采用 C 语言编写，在主程序中主要完成对功能部件和 MCU 的初始化，完成基本的设置，读写存储器中的数据，完成系统自检等工作。同时采用中断程序保证紧急任务优先执行，而优先级比较低的任务可以直接通过主程序查询方式完成。3.4.1 软件的模块化设计模块化编程是一种软件设计方法，每个模块都是独立编写、编译和调试，最后将所有模块联合起来测试。模块化编程有以下优点：⑴ 模块化编程使程序开发更有效，小块程序更容易理解和调试。当知道模块的输入和要求的输出时，就可直接测试小模块。⑵ 同类的需求较多时，可把程序放入库中以备以后使用。例如显示驱动，就可以把它放入库中，若再次使用时，就可以直接取出(必要时作简单修改)，而不必重新编写。⑶ 模块化编程使得要解决的问题与特定模块分离，很容易找到出错的模块，大大简化了调试。整体的程序流程图见图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于零序功率方向的选择性漏电保护系统[J]. 王彦文,王念彬,杨秀强,邢强. 煤矿机电. 2006(01)
[2]基于DSP和单片机双CPU结构的电动机综合保护器[J]. 佟为明,李中伟,赵志衡. 低压电器. 2005(08)
[3]FIR和IIR数字滤波器的探讨与实现[J]. 饶志强,叶念渝. 计算机与数字工程. 2005(07)
[4]数字式综合保护器可靠性分析与冗余容错设计[J]. 张小鸣. 煤炭学报. 2005(03)
[5]基于嵌入式微计算机的IIR数字滤波器设计实现[J]. 高锋阳,李强. 计量与测试技术. 2004(12)
[6]ABB SPAC315C馈线终端综合保护器[J]. 王志强. 电工技术. 2004(11)
[7]一种基于AVR单片机的工频干扰滤除快速算法[J]. 王伯岭,吴双力. 电子技术应用. 2004(10)
[8]矿用高低压开关综合保护器的DSP实现[J]. 张小鸣. 测控技术. 2004(10)
[9]西门子综合保护器误动原因分析及其改进方法[J]. 邬建. 广东电力. 2004(05)
[10]基于零序功率方向原理的矿井漏电保护装置设计[J]. 王其军. 煤炭科学技术. 2003(12)
本文编号：2912151
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