矿井高压电网多以6KV 供电为主,高压防爆开关成为了井下供电系统的最为关键的设备之一。近年来,由于煤矿开采中因电气保护失控而引发事故的增长,国家对井下供电系统的可靠性、安全性的要求越来越高,因而采用现代化新技术对矿井下高压控制设备进行技术改造和创新被提到了一个重要的高度。随着微机技术的应用与发展,以单片机为核心的高压开关智能综合保护技术,能够较好地完成对多路信号进行处理,增强和增加了保护的功能,其应用对于提高供电质量、保证人身安全、完善电网保护都具有很重要的现实意义。本文设计了一个双CPU 的保护控制系统,双CPU 结构就是采用16 位DSP(Digital SignalProcessing)芯片TMS320LF2407A 和增强型51 单片机STC89C58RD+进行分工合作并行处理,前者作为从CPU 完成各种保护功能,后者作为主CPU 完成参数的整定、显示、数据下放以及PROFIBUS 通讯扩展。既能充分利用DSP 的高速数据处理性能,提高保护动作特性; 同时,在不影响数据处理的情况下又扩展了人机界面和总线通讯功能。 本文从理论上分析了矿井高压电网中性点不接地系统的主要故障的电气特征,并有针对性地提出了零序电流方向型选择性漏电保护、相敏短路保护和绝缘监视保护,然后分析了采样原理和算法,确定了同步交流采样和全波傅立叶算法相结合的采样计算方法。此外,针对系统可能遇到的各种干扰,在硬件、软件两方面进行了抗干扰设计。最后通过试验数据验证了系统对线路故障具有可靠的动作特性。 该保护控制系统性能稳定、动作可靠,简单的按键操作和醒目的液晶显示给工作人员带来了极大方便,实现了检测、保护、控制和通讯的一体化。 本课题是围绕着天津市科技攻关立项项目“矿用高压隔爆开关智能控制系统的开发”来进行地研究。
上传时间: 2013-06-11
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继电保护装置是保证电力系统安全稳定运行的重要装置之一,近几年来,随着变电站综合自动化技术的发展及其在全国变电站的推广,研究和开发集保护、测量、控制和通讯于一体的微机测控保护装置已成为各国电力部门的普遍要求。 本文首先对研究丌发的35kV线路微机测控保护装置的软硬件做了简述,介绍了本装置所采用的保护算法,并给出了保护的流程图和逻辑框图。随后介绍了我国变电站自动化通信系统中正在应用的几种常用电力远动规约,详细介绍了目前使用比较广泛的继电保护通信规约IEC 60870-5-103,对规约的应用层功能、链路传输规则、103规约三层参考模型及通讯帧格式进行了详细的分析,并给出了103规约在35kV线路微机测控保护装置上的实现,上位机软件基于Visual C++6.0编程,采用SQLServer作为数据库服务器软件。 最后,本文对装置进行了专业测试,测试结果表明,本装置能实现基本的保护功能以及实现遥控、遥信、遥测等通信功能,与传统微机保护装置相对比本装置具有测量精度高、动作迅速可靠、可以进行远程通信等优点。
上传时间: 2013-04-24
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目前国内井下水泵电机多数采用传统的人工进行控制,即人工加继电器进行控制的方法。这种方法控制线路复杂,设备运行的自动化程度低,可靠性差,工人劳动强度大,应急能力差等缺点。针对当前国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展所遇到的实际问题,研制了基于ARM的煤矿井下水泵电机网络监控系统,不仅可以完成水位检测、轴温检测、流量检测、水泵起动、停止及其过程控制,而且还可以进行数据传输、处理等工作。它具有以下特点:水位实时在线检测与显示;水泵启动与停止控制;多台水泵实时“轮班工作制”;根据涌水量大小和用电“避峰就谷”原则,控制投入运行的水泵台数;与监控中心联网,实行集中控制。 本文所设计的监控系统由监控中心、监控终端和远程访问三部分组成,分别介绍了监控系统的硬件设计、电机保护算法设计、系统通讯网络的设计和监控系统软件的设计。 监控系统的硬件设计主要针对监控终端的硬件设计,它采用S3C440X作为监控终端的处理芯片。根据监测的主要参数如水泵电机电流、电压、水泵开停状态、电机温度、井底水仓水位、水泵出口流量的实际特点,通过ARM芯片的快速处理运算能力,实时计算出水泵的三相有功功率和无功功率、功率因数等参量,井底水仓的水位和水泵出水口的流量、水泵的三相电压和电流准确值。把处理运算的结果通过以太网传到监控中心进行存储、显示和打印,同时监控中心根据传上来的结果进行判断,然后根据判断的情况确定是否需要给监控终端发送控制命令。 电机保护算法设计方面,主要针对系统数据采集的特点,对相电流、相电压进行交流信号采样。对采样后的数据运用快速傅立叶变换(FFT)进行数值计算,获得了高精度的测量。 系统通讯网络的设计主要针对系统两层通讯网络的协议进行分析与设计。监控中心软件采用基于Basic的可视化的程序设计语言Visual Basic6.0进行开发。客户端利用计算机网络技术,使用B/S模式远程实现对系统运行数据的传输,以便可以查询实时数据和历史数据,实现资源共享。
上传时间: 2013-06-25
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在现代电网中,随着超高压、大容量、远距离输电线路的不断增多,对电力系统的安全稳定运行提出了更高、更严格的要求。距离保护作为线路保护的基本组成部分,其工作特性对电力系统的安全稳定运行有着直接和重要的影响。为了适应现代超高压电网稳定运行的要求,微机保护装置在硬件和软件上都提出了越来越高的要求。 高速数字信号处理芯片(DSP)技术的发展,为开发一种速度快、处理能力强的微机保护系统奠定了基础。在这样的背景下,我们采用DSP芯片和ARM处理器,设计了一个并列式双处理器微机保护系统。该系统采用一个DSP芯片负责控制数据采集、采样数据处理,实现保护功能。ARM微处理器承担人机接口管理,通过串行通信方式实现与DSP端口之间的数据通信,丰富的通讯接口,使得与上位机的通讯、下载程序定值灵活方便。新的微机保护装置不断推出,投入运行的微机保护装置不允许用来进行试验、培训,该装置还可作为试验教学系统,供学生学习认识微机保护装置的内部结构,并可自行设计保护算法、编制程序,通过上位机下载到实验装置,完成相应保护功能的测试。 本文实现了微机保护方案的整体软硬件设计,内容包括DSP2812微处理器芯片,ARM7微处理器LPC2220芯片,开关量输入/输出电路、数据采集电路、通讯和网络接口电路、人机界面的显示板电路,文中对各部分电路的功能、特点以及器件的选择、引脚连接进行了详细介绍。系统采用模块化设计,采用双CPU并行处理模式,针对基于LPC2220微处理器的监控管理系统,完成了最小系统设计,详细完成了启动电路的设计。 本文初步设计了人机操作界面,给出了软件设计的流程图,将实时操作系统μC/OS-Ⅱ与模块化硬件设计相结合,共同构成一个可以重复利用的软硬件数字系统平台,除了可以最大限度地提高开发的效率、减少资源的浪费外,还可以通过长期对于该平台的研究,逐步优化平台软硬件资源,提高其性能,并满足日益复杂的应用需求。
上传时间: 2013-04-24
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目前流行的功率放大器除采用集成电路功放外几乎都是用分立元件构成的OCL电路。基本电路由差动输入级、电压放大级、电流放大级(推动级)、功率输出级和保护电路组成。附图A是结构框、图B是实用电路例图,有结构简单的基本电路形式,也有增加了辅助电路和补偿电路的复杂电路形式。
标签: 功放电路图
上传时间: 2013-08-05
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1) 全数字化设计,交流采样,人机界面采用大屏幕点阵图形128X64 LCD中文液晶显示器。 2) 可实时显示A、B、C各相功率因数、电压、电流、有功功率、无功功率、电压总谐波畸变率、电流总谐波畸变率、电压3、5、7、9、11、13次谐波畸变率、电流3、5、7、9、 11、13次谐波畸变率频率、频率、电容输出显示及投切状态、报警等信息。 3) 设置参数中文提示,数字输入。 4) 电容器控制方案支持三相补偿、分相补偿、混合补偿方案,可通过菜单操作进行设置。 5) 电容器投切控制程序支持等容/编码(1:2、 1:2:3、 1:2:4:8…)等投切方式。 6) 具有手动补偿/自动补偿两种工作方式。 7) 提供电平控制输出接口(+12V),动态响应优于20MS。 8) 取样物理量为无功功率,具有谐波测量及保护功能。 9) 控制器具有RS-485通讯接口,MODBUS标准现场总线协议,方便接入低压配电系统。
上传时间: 2013-11-09
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电路板级的电磁兼容设计:本应用文档从元件选择、电路设计和印制电路板的布线等几个方面讨论了电路板级的电磁兼容性(EMC)设计。本文从以下几个部分进行论述:第一部分:电磁兼容性的概述第二部分:元件选择和电路设计技术第三部分:印制电路板的布线技术附录A:电磁兼容性的术语附录B:抗干扰的测量标准第一部分 — 电磁干扰和兼容性的概述电磁干扰是现代电路工业面对的一个主要问题。为了克服干扰,电路设计者不得不移走干扰源,或设法保护电路不受干扰。其目的都是为了使电路按照预期的目标来工作——即达到电磁兼容性。通常,仅仅实现板级的电磁兼容性这还不够。虽然电路是在板级工作的,但是它会对系统的其它部分辐射出噪声,从而产生系统级的问题。另外,系统级或是设备级的电磁兼容性必须要满足某种辐射标准,这样才不会影响其他设备或装置的正常工作。许多发达国家对电子设备和仪器有严格的电磁兼容性标准;为了适应这个要求,设计者必须从板级设计开始就考虑抑制电子干扰。
上传时间: 2013-10-12
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38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器 随着电力电子技术的发展,电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济各行各业。特别是近年来,随着IGBT的广泛应用,开关电源向更大功率方向发展。研制各种各样的大功率,高性能的开关电源成为趋势。某电源系统要求输入电压为AC220V,输出电压为DC38V,输出电流为100A,输出电压低纹波,功率因数>0.9,必要时多台电源可以直接并联使用,并联时的负载不均衡度<5%。 设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。一次整流后的直流电压,经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数,再经半桥变换电路逆变后,由高频变压器隔离降压,最后整流输出直流电压。系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。 1 有源功率因数校正环节 由于系统的功率因数要求0.9以上,采用二极管整流是不能满足要求的,所以,加入了有源功率因数校正环节。采用UC3854A/B控制芯片来组成功率因数电路。UC3854A/B是Unitrode公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片,是在UC3854基础上的改进。其特点是:采用平均电流控制,功率因数接近1,高带宽,限制电网电流失真≤3%[1]。图1是由UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路。 该电路由两部分组成。UC3854A/B及外围元器件构成控制部分,实现对网侧输入电流和输出电压的控制。功率部分由L2,C5,V等元器件构成Boost升压电路。开关管V选择西门康公司的SKM75GB123D模块,其工作频率选在35kHz。升压电感L2为2mH/20A。C5采用四个450V/470μF的电解电容并联。因为,设计的PFC电路主要是用在大功率DC/DC电路中,所以,在负载轻的时候不进行功率因数校正,当负载较大时功率因数校正电路自动投入使用。此部分控制由图1中的比较器部分来实现。R10及R11是负载检测电阻。当负载较轻时,R10及R11上检测的信号输入给比较器,使其输出端为低电平,D2导通,给ENA(使能端)低电平使UC3854A/B封锁。在负载较大时ENA为高电平才让UC3854A/B工作。D3接到SS(软启动端),在负载轻时D3导通,使SS为低电平;当负载增大要求UC3854A/B工作时,SS端电位从零缓慢升高,控制输出脉冲占空比慢慢增大实现软启动。 2 DC/DC主电路及控制部分分析 2.1 DC/DC主电路拓扑 在大功率高频开关电源中,常用的主变换电路有推挽电路、半桥电路、全桥电路等[2]。其中推挽电路的开关器件少,输出功率大,但开关管承受电压高(为电源电压的2倍),且变压器有六个抽头,结构复杂;全桥电路开关管承受的电压不高,输出功率大,但是需要的开关器件多(4个),驱动电路复杂。半桥电路开关管承受的电压低,开关器件少,驱动简单。根据对各种拓扑方案的工程化实现难度,电气性能以及成本等指标的综合比较,本电源选用半桥式DC/DC变换器作为主电路。图2为大功率开关电源的主电路拓扑图。
上传时间: 2013-11-13
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本书分三部分介绍在美国广泛应用的、高功能的M68HC11系列单片机(8位机 ,Motorola公司)。内容包括M68HC11的结构与其基本原理、开发工具EVB(性能评估板)以及开发和应用技术。本书在介绍单片机硬、软件的基础上,进一步介绍了在美国实验室内,如何应用PC机及EVB来进行开发工作。通过本书的介绍,读者可了解这种单片机的原理并学会开发和应用方法。本书可作为大专院校单片机及其实验的教材(本科、短训班)。亦可供开发、应用单片机的各专业(计算机、机电、化工、纺织、冶金、自控、航空、航海……)有关技术人员参考。 第一部分 M68HC11 结构与原理Motorola单片机 1 Motorla单片机 1.1 概述 1.1.1 Motorola 单片机发展概况(3) 1.1.2 Motorola 单片机结构特点(4) 1.2 M68HC11系列单片机(5) 1.2.1 M68HC11产品系列(5) 1.2.2 MC68HC11E9特性(6) 1.2.3 MC68HC11E9单片机引脚说明(8) 1.3 Motorola 32位单片机(14) 1.3.1中央处理器(CPU32)(15) 1.3.2 定时处理器(TPU)(16) 1.3.3 串行队列模块(QSM)(16) 1.3.4 系统集成模块 (SIM)(16) 1.3.5 RAM(17) 2 系统配置与工作方式 2.1 系统配置(19) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(19) 2.1.2 CONFIG寄存器的编程与擦除(20) 2?2 工作方式选择(21) 2.3 M68HC11的工作方式(23) 2.3.1 普通单片工作方式(23) 2.3.2 普通扩展工作方式(23) 2.3.3 特殊自举方式(27) 2.3.4 特殊测试方式(28) 3 中央处理器(CPU)与片上存储器 3.1 CPU寄存器(31) 3?1?1 累加器A、B和双累加器D(32) 3.1.2 变址寄存器X、Y(32) 3.1.3 栈指针SP(32) 3.1.4 程序计数器PC(33) 3.1.5 条件码寄存器CCR(33) 3.2 片上存储器(34) 3.2.1 存储器分布(34) 3.2.2 RAM和INIT寄存器(35) 3.2.3 ROM(37) 3.2.4 EEPROM(37) 3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式(39) 3.3.1 WAIT方式(39) 3.3.2 STOP方式(40) 4 复位和中断 4.1 复位(41) 4.1.1 M68HC11的系统初始化条件(41) 4.1.2 复位形式(43) 4.2 中断(48) 4.2.1 条件码寄存器CCR中的中断屏蔽位(48) 4.2.2 中断优先级与中断矢量(49) 4.2.3 非屏蔽中断(52) 4.2.4 实时中断(53) 4.2.5 中断处理过程(56) 5 M68HC11指令系统 5.1 M68HC11寻址方式(59) 5.1.1 立即寻址(IMM)(59) 5.1.2 扩展寻址(EXT)(60) 5.1.3 直接寻址(DIR)(60) 5.1.4 变址寻址(INDX、INDY)(61) 5.1.5 固有寻址(INH)(62) 5.1.6 相对寻址(REL)(62) 5.1.7 前置字节(63) 5.2 M68HC11指令系统(63) 5.2.1 累加器和存储器指令(63) 5.2.2 栈和变址寄存器指令(68) 5.2.3 条件码寄存器指令(69) 5.2.4 程序控制指令(70) 6 输入与输出 6.1 概述(73) 6.2 并行I/O口(74) 6.2.1 并行I/O寄存器(74) 6.2.2 应答I/O子系统(76) 6?3 串行通信接口SCI(82) 6.3.1 基本特性(83) 6.3.2 数据格式(83) 6.3.3 SCI硬件结构(84) 6.3.4 SCI寄存器(86) 6.4 串行外围接口SPI(92) 6.4.1 SPI特性(92) 6.4.2 SPI引脚信号(92) 6.4.3 SPI结构(93) 6.4.4 SPI寄存器(95) 6.4.5 SPI系统与外部设备进行串行数据传输(99) 7 定时器系统与脉冲累加器 7.1 概述(105) 7.2 循环计数器(107) 7.2.1 时钟分频器(107) 7.2.2 计算机正常工作监视功能(110) 7.2.3 定时器标志的清除(110) 7.3 输入捕捉功能(111) 7.3.1 概述(111) 7.3.2 定时器输入捕捉锁存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 输入信号沿检测逻辑(113) 7.3.4 输入捕捉中断(113) 7.4 输出比较功能(114) 7.4.1 概述(114) 7.4.2 输出比较功能使用的寄存器(116) 7.4.3 输出比较示例(118) 7.5 脉冲累加器(119) 7.5.1 概述(119) 7.5.2 脉冲累加器控制和状态寄存器(121) 8 A/D转换系统 8.1 电荷重新分布技术与逐次逼近算法(125) 8.1.1 基本电路(125) 8.1.2 A/D转换逐次逼近算法原理(130) 8.2 M68HC11中A/D转换的实现方法(131) 8.2.1 逐次逼近A/D转换器(131) 8.2.2 控制寄存器(132) 8.2.3 系统控制逻辑(135)? 9 单片机的内部操作 9.1 用立即> 图书前言 美国Motorola公司从80年代中期开始推出的M68HC11系列单片机是当今功能最强、性能/价格比最好的八位单片微计算机之一。在美国,它已被广泛地应用于教学和各种工业控制系统中。? 该单片机有丰富的I/O功能,完善的系统保护功能和软件控制的节电工作方式 。它的指令系统与早期Motorola单片机MC6801等兼容,同时增加了91条新指令。其中包含16位乘法、除法运算指令等。 为便于用户开发和应用M68HC11单片机,Motorola公司提供了多种开发工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能评估板就是一种M68HC11系列单片机的廉价开发工具。它既可用来 调试用户程序,又可在仿真方式下运行。为方便用户,M68HC11 EVB可与IBM?PC连接 ,借助于交叉汇编、通信程序等软件,在IBM?PC上调试程序。? 本书分三部分(共15章)介绍了M68HC11的结构和基本原理、开发工具-EVB及开发应用实例等。第一部分(1~9章),介绍M68HC11的结构和基本原理。包括概述,系统配置与工作方式、CPU和存储器、复位和中断、指令系统、I/O、定时器系统和脉冲累加器、A/D转换系统、单片机的内部操作等。第二部分(10~11章),介绍M68HC11 EVB的原理和技术特性以及EVB的应用。第三部分(12~15章),介绍M68HC11的开发与应用技术。包括基本的编程练习、应用程序设计、接口实验、接口设计及应用等。 读者通过学习本书,不仅可了解M68HC11的硬件、软件,而且可了解使用EVB开发和应用M68HC11单片机的方法。在本书的第三部分专门提供了一部分实验和应用程序。? 本书系作者张宁作为高级访问学者,应邀在美国马萨诸塞州洛厄尔大学(University of Massachusetts Lowell)工作期间完成的。全书由张宁执笔。在编著过程中,美国洛厄尔大学的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次与张宁一起讨论、研究,并提供部分资料及实验数据。参加编写和审校等工作的还有王云霞、孙晓芳、刘安鲁、张籍、来安德、张杨等同志。? 为将M68HC11系列单片机尽快介绍给我国,美国Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本书的编著和出版。在此表示衷心感谢。
上传时间: 2013-10-27
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总线:指能为多个部件服务的信息传送线,在微机系统中各个部件通过总线相互通信。地址总线:它是传送由CPU发出的用于选择要访问的器件或部件的地址。数据总线:它是用来传送微型机系统内的各种类型的数据。汇编:是能完成一定任务的机器指令的集合。二进制数:只有0和1两个数码,基数为二。16进制数:采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F等16个数码,其中A-F相应的十进数为10-15,基数是16。指令:是计算机所能执行的一种基本操作的描述,是计算机软件的基本单元。存储器:用来存放计算机中的所有信息:包括程序、原始数据、运算的中间结果及最终结果等。
标签: 单片机
上传时间: 2013-11-14
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