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正文內(nèi)容

10kv線路微機(jī)保護(hù)裝置軟件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-25 07:19 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 main(void){int i,。double f[256]。for(i=0。i=255。i++)。{f[i]=sin(2**i*1000/8000)+*sin(6**i*2500/8000)。printf(%1d,(long)(f[i]))。}{ 輸入信號波形圖(2) 濾波器系數(shù)h(n)的獲取設(shè)計(jì)一個FIR低通濾波器,其截止頻率fc= 1500Hz,抽樣頻率fs=8000Hz,階數(shù)N=17,選擇 Hamming窗。利用MATLAB軟件設(shè)計(jì)濾波器方法有很多,可以采用FDATool濾波器設(shè)計(jì)分析工具箱和 SPTool信號處理工具,還可以直接編程實(shí)現(xiàn)。在此采用編程實(shí)現(xiàn),代碼如下: h=fir1(16,1500/8000*2);得到17個濾波器系數(shù)。理論上,上述輸入信號(頻率為1000Hz和2500Hz的正弦波合成的波形)經(jīng)過此低通濾波器濾波后的輸出信號應(yīng)該為頻率為1000Hz的正弦波。 輸出信號波形 保護(hù)裝置的采樣算法 采用傅氏變換算法導(dǎo)數(shù)式算法是針對理想正弦信號進(jìn)行計(jì)算,由于故障時的電流、電壓波形畸變很大,此時不能把他們假設(shè)為單一頻率的正弦函數(shù),而應(yīng)該假設(shè)它們是包含各種分量的周期函數(shù),這時就要采用傅氏變換算法。傅氏變換算法來自于傅里葉級數(shù),以電流為例,即一個周期性函數(shù)I(t)可用傅里葉級數(shù)展開為各次諧波的正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)之和,即: ()式()中,n為自然數(shù),n=0,1,2……表示諧波分量次數(shù)。于是電流中的基波分量可表示為: ()還可以表示為一般表達(dá)式: ()式()中,為基波有效值;為t=0時基波分量初相角。將用和角公式展開,再與式()比較,可以得到: () ()從式()和式()可以看出,只要求出基波的正弦幅值和余弦幅值,就很容易救得基波的有效值和初相角。根據(jù)傅氏級數(shù)的逆變換原理可求的和: () ()在用微機(jī)計(jì)算和時,通常都是采用有限離散方法算得,即將用各采樣點(diǎn)數(shù)值代入,通過梯形法就和來代替積分法。考慮到時式()和式()可表示為 () ()式中,N為一周采樣點(diǎn)數(shù);為弟k次采樣值;、分別為k=0和N時的采樣值。當(dāng)N=12時采樣間隔一般用角度表示為。由于上述和是對一周波N個采樣點(diǎn)求和所以其數(shù)據(jù)窗為一周波,故稱其為全波傅氏算法。根據(jù)式()和式()基波的有效值和相角: () ()傅氏變換算法可以計(jì)算周期性時間函數(shù),還可算出初相位角,其積分運(yùn)算結(jié)果同樣具有數(shù)字濾波功能,運(yùn)算工作量也不大。 主程序設(shè)計(jì)。 主程序流程圖線路保護(hù)裝置的程序使用C語言編寫,按照不同的功能如顯示,A/D,外部中斷等,對程序進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì),方便了調(diào)試和修改。軟件設(shè)計(jì)分為整定測試部分和故障判斷處理2個部分。整定部分是對各種保護(hù)定值和時限按照規(guī)定的步長和范圍進(jìn)行整定。交流信號通過低通濾波器,進(jìn)入AD8364采樣,運(yùn)用傅氏變換算法對電流的幅值和初相位進(jìn)行計(jì)算得到有效值。使用CPU的外部中斷測量頻率和相位角差。故障判斷處理程序是根據(jù)測試部分得到的電流、頻率等參數(shù),與存儲的整定數(shù)值進(jìn)行比較,按照各種故障的判據(jù),進(jìn)行分析,如果符合某種故障的條件則馬上啟動對應(yīng)的保護(hù)動作如報(bào)警或跳閘等,并生成故障報(bào)告。 故障處理與A/D交流采樣程序設(shè)計(jì)故障判斷與處理程序是本保護(hù)裝置軟件程序的核心部分,故障判斷程序?qū)M(jìn)過算法處理的采樣數(shù)據(jù),經(jīng)過保護(hù)算法判斷,當(dāng)符合故障判據(jù),則故障處理程序?qū)酉鄳?yīng)的保護(hù)動作,本裝置使用ADS8364作為采樣芯片。采樣中斷不能夠被其余中斷打斷,否則會引起采樣間隔出錯,所以必須設(shè)置為最高優(yōu)先級中斷。本裝置采用每周波40點(diǎn)采樣,采樣中斷由計(jì)時器定時觸發(fā),對測量電流和電壓進(jìn)行采樣,測量電流和電壓的采樣是由ADS8364完成的,ADS8364具有16bit精度。,采樣中斷可以分為5個部分:采樣、對采樣值調(diào)整、對采樣隊(duì)列的調(diào)整保護(hù)計(jì)算和啟動計(jì)算。故障判斷流程圖為: . 故障判斷流程圖 液晶顯示程序設(shè)計(jì) MGLS12864的結(jié)構(gòu)和特性MGLS12864點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊的顯示屏是一塊12864點(diǎn)陣的液晶顯示屏,它以一片HD61203U作為64路行驅(qū)動器,兩片HD61202U組成128點(diǎn)列的列驅(qū)動器組。他能顯示ASCⅡ字符、漢字和各種曲線,可與單片機(jī)連接構(gòu)成功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單的人機(jī)界面,因此廣泛用于各種智能儀表和控制系統(tǒng)。HD61202U是帶顯示存儲器的圖形液晶顯示列驅(qū)動控制器,其特點(diǎn)是內(nèi)置6464位顯示存儲器,可以直接與計(jì)算機(jī)總線連接。但它本身不能生成顯示時序,所以需要與相應(yīng)的帶振蕩器和顯示時序發(fā)生器的行驅(qū)動器HD61203U配套才能形成一個完整的液晶驅(qū)動和控制系統(tǒng)。MGLS12864模塊有18個引腳,118引腳為背光燈提供電源;2引腳為兩個片選信號,組合功能定義是:、為00時禁止使用,01時選左區(qū),10時選右區(qū),11時未選;3為GND;4為Vcc;5為液晶顯示驅(qū)動電源V0;6為數(shù)據(jù)、指令選擇D/;7為讀/寫選擇R/;8為使能信號E;9~16為數(shù)據(jù)總線AD7~AD0。 MGLS12864引腳序號符號狀態(tài)功能1輸入片選A,低電平有效2輸入片選B,低電平有效3GND電源地4VCC邏輯電源正5V0液晶顯示驅(qū)動電源6D/輸入數(shù)據(jù)、指令選擇信號7R/輸入讀/寫選擇信號8E輸入讀寫使能信號9~16AD7~AD0三態(tài)數(shù)據(jù)總線 軟件設(shè)計(jì)內(nèi)置HD61202U液晶顯示模塊的軟件特性,這是指HD61202U的指令功能。HD61202U一共有七條指令,分別解釋各條指令的功能,并對使用不同的指令時D/、R/信號的狀態(tài)給予說明。(1)讀寫狀態(tài)(D/=0,R/=1)BUSY0ON/OFFRESET0000BUSY:BUSY=1,內(nèi)部正工作,不能訪問;BUSY =0時,等待訪問。ON/OFF:ON/OFF=1時,關(guān)顯示狀態(tài);ON/OFF=0時,開顯示狀態(tài)。RESET:RESET=1時,復(fù)位狀態(tài);RESET=0時,正常工作狀態(tài)。在每次對HD61202U操作之前,都要讀出狀態(tài)字判斷BUSY是否為“0”。若不為“0”,則需要等待,直到BUSY=0為止。(2)顯示開關(guān)設(shè)置(D/=0,R/=0)0011111DD=1為開顯示,D=0為關(guān)顯示設(shè)置。(3)顯示起始行設(shè)置(D/=0,R/=0)11L5L4L3L2L1L0L5~L0為顯示起始行的地址,取值在0~3FH(1~64行)范圍內(nèi),它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對應(yīng)的顯示存儲器的行地址。(4)頁地址設(shè)置(D/=0,R/=0)10111P2P1P0HD61202U將顯示存儲器分成8頁,由指令代碼中的P2~P0確定當(dāng)前所要選擇的頁地址,取值范圍為0~7H,代表弟1~8頁。(5)列地址設(shè)置(D/=0,R/=0)01C5C4C3C2C1C0該指令設(shè)置列地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容,列地址由C5~C0確定,其取值在0~3FH(1~64)內(nèi)。每次讀/寫數(shù)據(jù)后,列地址計(jì)數(shù)器將自動加一。(6)寫顯示數(shù)據(jù)(D/=0,R/=0)D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將8位數(shù)據(jù)寫入先前已確定的顯示存儲器的單元內(nèi)。操作完成后列地址計(jì)數(shù)器自動加一。(7)讀顯示數(shù)據(jù)(D/=1,R/=1)D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將HD61202U接口輸出寄存器內(nèi)容讀出,然后列地址計(jì)數(shù)器自動加一。 基本子程序MGLS12864的顯示屏分左、右兩區(qū),分別有兩片HD61202U控制。 HD61202的操作流程液晶顯示程序流程圖如圖。 液晶顯示程序流程圖 液晶顯示初始化,對屏幕進(jìn)行清屏,然后進(jìn)行寫操作,CPU寫入8位控制字,8位數(shù)據(jù),然后發(fā)送到80C196,液晶顯示數(shù)據(jù),然后返回。 鍵盤設(shè)計(jì)本裝置的鍵盤采用32的行列式鍵盤,、分別對應(yīng)于6個按鍵。 鍵盤鍵盤程序流程圖為: 鍵盤掃描程序流程圖 首先對鍵盤進(jìn)行掃描,查看是否有鍵閉合,若無建立無效標(biāo)志,同時返回。有鍵閉合則延時去鍵抖動,再次掃描鍵盤,找到閉合鍵并計(jì)算鍵值。釋放閉合鍵成功,建立有效標(biāo)志然后進(jìn)行返回。 4 CDT規(guī)約及其設(shè)計(jì) 電力系統(tǒng)通訊規(guī)約通信規(guī)約(協(xié)議)是指通信雙方必須共同遵守的題中約定,也稱為通信控制規(guī)程或傳輸控制規(guī)程。通信規(guī)約的信息傳送格式包括收發(fā)方式、傳送速率、幀結(jié)構(gòu)、幀同步字、位同步方式、干擾措施等。信息傳送的具體步驟分為將信息分類、分循環(huán)周期傳送,系統(tǒng)對時數(shù)據(jù)收集方式和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視方式。電力系統(tǒng)通訊規(guī)約按照傳輸方式分為循環(huán)式通訊規(guī)約(CDT)和問答式通訊規(guī)約(Polling)。按傳輸基本單位分為面向字符的通信規(guī)約和面向比特的通信規(guī)約。 CDT規(guī)約及其設(shè)計(jì)CDT循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約適用于點(diǎn)對點(diǎn)的通道結(jié)構(gòu),采用可變幀長、多種幀類別的循環(huán)傳送方法,優(yōu)先傳送變位遙信,隨機(jī)量和插入量采用不同形式傳送信息。每幀分為若干類型,分別以“幀類別”編碼來加以區(qū)別,每幀長度按實(shí)際需要而定。CDT規(guī)定了電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約的功能、幀結(jié)構(gòu)、信息字結(jié)構(gòu)和傳輸規(guī)則等。CDT適用于點(diǎn)對點(diǎn)的遠(yuǎn)動通道結(jié)構(gòu)、循環(huán)字節(jié)同步方式傳送遠(yuǎn)動設(shè)備與系統(tǒng)和調(diào)度所間以循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時信息的系統(tǒng)。本規(guī)約采用可變幀長度、多種幀類別循環(huán)傳送、變位遙信優(yōu)先傳送,重要遙測量更新循環(huán)時間較短,區(qū)分循環(huán)量、隨機(jī)量和插入量采用不同形式傳送信息,以滿足電網(wǎng)調(diào)度安全監(jiān)控系統(tǒng)對遠(yuǎn)動信息的實(shí)時性和可靠性的要求。 幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)如表5所示。每幀都以同步字開頭,并有控制字,除少數(shù)幀外均應(yīng)有信息字。信息字的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定,幀長度可變。 同步字控制字信息字1……信息字N同步字控制字(1)同步字結(jié)構(gòu)同步字按通道傳送順序分為3組EB90H,即11l0Il、1000000,? 。為保證通道中傳送順序,寫入串行口的同步字排列格式如表6(a)所示。(2)控制字結(jié)構(gòu)控制字共有B1B66個字節(jié),如表6(b)(3)信息字結(jié)構(gòu)每個信息字由BnBN+56個字節(jié)構(gòu)成:功能碼一個字節(jié)、信息、數(shù)據(jù)碼4個字節(jié)和校驗(yàn)碼一個字節(jié)。 幀中的字結(jié)構(gòu)(a)同步字排列格 (b)控制字 (c)信息字 b7 b0 b7 b0 b7 b0
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