基于FPGA的智能脱扣器的研究.rar

随着国民经济的快速发展，智能电器设备广泛地被应用于社会各个领域，它们给社会生产和人民生活提供了极大的方便。本文是作者基于江苏大全集团KFM3系列低压塑壳式断路器科研工作的总结，主要包括低压塑壳式断路器基于FPGA的新一代智能脱扣器的研究开发工作。 低压塑壳式断路器是保护电气配电网络和工业设备免受过载、短路和接地等故障危害的重要电器元件，智能脱扣器是其核心控制单元。可通信智能脱扣器的应用能极大提高断路器的测量、保护、监控与通信等功能，具有十分显著的工程应用前景和学术研究价值。 结合目前国内正在开发研制的新一代低压万能式断路器控制器的主要技术特征——基于现场总线的可通信功能，本文研究了一种新型的基于FPGA的智能脱扣器。该装置集测量、保护、监控、通信等功能于一体，硬件电路主要包括模拟信号调理电路、FPGA及外围数字电路、输出控制电路等三大部分。以Altera公司低成本FPGA产品Cyclone Ⅱ系列的EP2C8Q208C8N为核心器件，完成测量与保护功能，外扩七段数码显示模块完成显示功能和RS232通信接口电路完成智能脱扣器与上位监控机的通信功能，同时配合模拟脱扣电路实现对特大短路电流故障的保护。 除硬件设计外，本文还深入研究了智能脱扣器的测量和保护的软件开发方案，并在软件设计中运用流水线操作的思想，设计了一种新颖的适用于本智能脱扣器的软件系统，保证各任务模块有序执行，满足了系统对实时性等的要求。各任务之间相对独立，便于系统功能扩展。

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