【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 智能時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教 師 ： 合作指導(dǎo)教 師 ： 專(zhuān)業(yè)名 稱(chēng) ： 電氣自動(dòng)化技術(shù) 所在院 系 ： 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 年 6 月 2 目 錄 摘 要 ................................................................. I 第一章 前 言 ......................................................... 1 第二章 輸電線(xiàn)路運(yùn)行與維護(hù) ............................................. 2 第三章 故障分析與處理 ................................................. 3 第四章 變電站系統(tǒng)存在的問(wèn)題 ........................................... 5 電源設(shè)計(jì) .......................................................... 5 信號(hào)采集與處理單元 ................................................ 5 微處理器單元 ...................................................... 5 鍵盤(pán)顯示單元 ...................................................... 6 軟件的設(shè)計(jì) ........................................................ 6 第五章 軟硬件的抗干擾措施 ............................................. 19 硬件的抗干擾 ..................................................... 19 軟件的抗干擾 ..................................................... 19 結(jié)語(yǔ) .................................................................. 20 致 謝 ................................................................. 21 參考文獻(xiàn) .............................................................. 22 I 摘 要 為滿(mǎn)足供配電系統(tǒng)的要求研制一種在前人工作基礎(chǔ)上改進(jìn)的新型智能控制器，文中闡述了它的軟件和硬件設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)單介紹了軟件及硬件的抗干擾措施。該控制器體積小、性能優(yōu)，具備完善的保護(hù)功能。 關(guān)鍵詞 : 智能控制器， 軟件， 硬件， 抗干擾 I Abstract In order to meet the requirements of power supply and distribution system to develop a kind of improvement on the basis of previous work, the new intelligent controller, this paper describes the software and hardware design of it, and introduces the software and hardware antijamming measures. The controller has the advantages of small volume, excellent performance, have perfect protection function. Keywords: intelligent controller。 software。 hardware。 antiinterference 大連海洋大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 智能時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 1 第一章 前 言 控制器是供配電系統(tǒng)中的 重要設(shè)備，是用于電力系統(tǒng)中接通、分?jǐn)嗑€(xiàn)路及對(duì)各種故障進(jìn)行保護(hù)控制的一種開(kāi)關(guān)電器。隨著用電系統(tǒng)規(guī)模和等級(jí)不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的控制器已越來(lái)越難以滿(mǎn)足系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的要求。智能型控制器是以微處理機(jī)為核心的控制器，其主要特點(diǎn)是在傳統(tǒng)的控制器基礎(chǔ)上充分應(yīng)用了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信等新技術(shù)，具有較高的性能和可靠性。智能型斷路器不僅具有傳統(tǒng)的過(guò)載、短路、瞬時(shí)脫扣等故障的保護(hù)功能，同時(shí)具有顯示、存儲(chǔ)、記憶、判斷、選擇和通訊等功能。采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使多臺(tái)智能型斷路器 組成智能供配電系統(tǒng)，具有遙測(cè)、遙控、遙訊和遙調(diào)功能。本文介紹一種筆者在前人工作的基礎(chǔ)上改進(jìn)的功能比較完善的智能控制器。 大連海洋大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 智能時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 2 第二章 輸電線(xiàn)路運(yùn)行與維護(hù) 與傳統(tǒng)的控制器相比，智能控制器能夠?qū)崿F(xiàn)多種測(cè)試、計(jì)量和顯示。能測(cè)量和計(jì)算多種模擬量和數(shù)字量，包括電壓、電流、功率、頻率、不平衡率等電力參數(shù)以及斷路器的分合狀態(tài)，并且能夠?qū)崟r(shí)顯示電路運(yùn)行參數(shù)。新型智能控制器不僅具有一般的長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)的三段保護(hù)功能，還具有不平衡保護(hù)、接地保護(hù)、漏電保護(hù)和負(fù)載監(jiān)控、溫度檢測(cè)、預(yù)報(bào)警等功能，而且可做到一種保護(hù)功能多種動(dòng)作 特性，具有數(shù)字量脫扣和模擬量脫扣兩種脫扣方式，提高了系統(tǒng)的可靠性。由于采用了高速嵌入式微處理器，采用 FFT的方法計(jì)算電流有效值，根據(jù)此值發(fā)出動(dòng)作指令，提高了動(dòng)作的準(zhǔn)確性，把動(dòng)作范圍縮小到 ~。新型智能控制器能將故障信息儲(chǔ)存，如故障類(lèi)型、故障電流值、動(dòng)作時(shí)間和故障時(shí)間等，有助于工作人員做出正確的分析和判斷，減少線(xiàn)路維修時(shí)間；能夠?qū)?gòu)成智能控制器的電子元件的工作狀態(tài)進(jìn)行自診斷，如觸頭磨損率、 CT斷線(xiàn)等，當(dāng)出現(xiàn)自診斷故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并使斷路器分?jǐn)唷４送?，微處理器能進(jìn)行脫扣與非脫扣兩種 方式的試驗(yàn)，以及模擬信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)和瞬時(shí)整定值的試驗(yàn)；新型控制器還能夠模擬熱積累，具有熱記憶功能。如果供電線(xiàn)路中的故障是間歇性的，則故障電流會(huì)反復(fù)斷續(xù)出現(xiàn)。若故障電流持續(xù)時(shí)間在達(dá)到整定的動(dòng)作時(shí)間之前其值又恢復(fù)到電流整定值以下，智能控制器可把故障電流超過(guò)整定值的時(shí)間迭加起來(lái)，一旦累計(jì)時(shí)間達(dá)到整定時(shí)間，控制器動(dòng)作，切斷故障電流；在線(xiàn)路故障電流超過(guò)負(fù)載監(jiān)控整定值而未達(dá)到過(guò)載電流整定值時(shí)，智能控制器能發(fā)出報(bào)警和控制信號(hào)，利用控制信號(hào)進(jìn)行負(fù)載調(diào)度；上位機(jī)每隔幾秒輪流查詢(xún)各測(cè)控單元即控制器，發(fā)操作命令指揮控制器 完成某個(gè)任務(wù)，包括上送計(jì)量信息或故障數(shù)據(jù)，校驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)間和參數(shù)整定，上報(bào)系統(tǒng)的工作狀況及控制斷路器分合閘。大連海洋大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 (設(shè) 計(jì) ) 智能時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 3 第三章 故障分析與處理 智能控制器主要由電源、信號(hào)采集、 CPU、顯示和鍵盤(pán)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部分組成， 產(chǎn)品綜述 :模塊是一智能型電參數(shù)采集模塊 ,可測(cè)量三相電流、電壓的真有效值 ,有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，其輸出為 RS485 數(shù)字信號(hào) :有三相電壓、電流、有 功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)?？纱骐妷?、電流、功率、功率因數(shù)、 頻率等變送器及測(cè)量這些變送器的輸入模塊。 主要技術(shù)參 數(shù) .輸入范圍 交流 4565Hz電壓量程相 電壓 :60V、100V、 200V、 250V、 400V、 500V (或按用戶(hù)要求制作 ) 電流量程 :1A、 5A、 10A (或按用戶(hù)要求制作 )數(shù)據(jù)輸出 三相電壓 Ua,Ub,Uc,三相電流 Ia、 Ib、 Ic的真有效值，頻率 F，有功功率 P，無(wú)功功率 Q，功率因數(shù) PF，每相有功功率 Pa,Pb,Pc,有功電度輸出接口 RS485： 二線(xiàn)制、通訊距離： 1200米、177。 15KV ESD保護(hù) 通訊協(xié)議 MODBUSRTU 波特率 1200、 2400、 4800、 9600、 bps 精度等級(jí) 電壓 ,電流 有功功率 ,無(wú)功功率 ,功率因數(shù) 有功電度 頻率 1000VDC 供電電源 +8~30VDC,功耗 工作溫度 20~75℃ 存貯條件 20℃～ +80℃（ RH:5%～ 95%不結(jié)露） 儀表規(guī)格 外形尺寸 : 71mm * 113mm * 59mm 主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)模型如圖１所示。隔振對(duì)象通過(guò)彈性體與基礎(chǔ)相連接，基礎(chǔ)振動(dòng)（振幅為ｕ）通過(guò)彈性體（剛度為ｋ）傳遞到隔振對(duì)象 上，引起隔振對(duì)象振動(dòng)。傳感器置于二者之間檢測(cè)相對(duì)位移并輸入到控制器，控制器輸出的控制量經(jīng)過(guò)功率驅(qū)動(dòng)后輸出到電磁作動(dòng)器控制隔振對(duì)象的振動(dòng)，同時(shí)控制器根據(jù)隔振對(duì)象的加速度反饋實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制參數(shù)。 大連海洋大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 (設(shè) 計(jì) ) 智能時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型描述： 空芯互感器檢測(cè)供電線(xiàn)路中的電流，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路和單片機(jī)可處理的電平信號(hào)。信號(hào)經(jīng)隔離濾波、放大等處理后進(jìn)入采樣保持電路，微處理器內(nèi)的 A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，供 CPU進(jìn)行邏輯運(yùn)算與處理，各種故障保護(hù)的動(dòng)作電流和時(shí)間整定值通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定并存于串行 EEPROM中， CPU將檢測(cè)到的電流信號(hào)與整定值比較，在極短的時(shí)間內(nèi)完成各種外部電路故障的檢測(cè)與判斷。 動(dòng)作時(shí)記錄時(shí)間并發(fā)控制信號(hào)及報(bào)警信號(hào)，顯示故障電流和故障類(lèi)型；否則控制器刷新顯示，并進(jìn)行自診斷和溫度檢測(cè)。大連海洋大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 智能時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 5 第四章 變電站系統(tǒng)存在的問(wèn)題 電源設(shè)計(jì) 智能化電氣開(kāi)關(guān)電路可以有三種供電方式：專(zhuān)用電源供電、蓄電池供電和電流互感器供電，后者也稱(chēng)為自供電。這三種供電方式可以單獨(dú)使用，也可以配合使用，形成冗余供電系統(tǒng)。本控制器由電壓變換器提供全機(jī) 24V、 +5V和－ 5V 工作電源。電壓變換器的輸入由兩部分組成：一是速飽和電流互感器，在預(yù)先設(shè)定的電流范圍內(nèi)，供給控制器穩(wěn)定的工作電壓；二是輔助工作電源，在線(xiàn)路電流不足以提 供控制器工作