【正文】 .......... 35 數(shù)據(jù)處理部分設(shè)計(jì) .................................................................................................... 35 顯 示和通信部分軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................... 36 顯示部分軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................... 36 通信部分軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................... 36 小結(jié) ................................................................................................................................... 37 6 硬件電路的抗干擾設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 38 干擾的來(lái)源 ........................................................................................................................ 38 系統(tǒng)采取的抗干擾措施 ....................................................................................................... 38 電源的抗干擾措施 .................................................................................................... 38 輸入輸出通道的抗干擾措施 ...................................................................................... 38 PCB板設(shè)計(jì)問題 ........................................................................................................ 39 軟件設(shè)計(jì)問題 ........................................................................................................... 39 小結(jié) ............................................................................................................................. 40 7 結(jié)論 ............................................................................................................................................. 41 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 42 附錄：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路圖 ............................................................................................................. 44 翻譯部分 ......................................................................................................................................... 48 英文原文 .................................................................................................................................. 48 中文譯文 .................................................................................................................................. 60 致 謝 ............................................................................................................................................. 69 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 1 緒論 研究此課題的意義 在煤礦井下大量使用高壓防爆開關(guān) ， 有 6kV、 10kV等不同的電壓等級(jí) ， 控制開關(guān)動(dòng)作的核心部件是內(nèi)部的控制器 ， 隨著智能化器件的發(fā)展 ， 控制器的功能也越來(lái)越多 ， 而且都稱為是智能控制器 [1] 。 ExplosionProof Switch。為以后投入到工程應(yīng)用中打下了扎實(shí)的理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。針對(duì)煤礦井下復(fù)雜的環(huán)境和通信能力不完善的弱點(diǎn)，設(shè)計(jì)了 RS485 轉(zhuǎn) Profibus總線的通信電路，將多個(gè)數(shù)據(jù)采集電路聯(lián)網(wǎng)并聯(lián)至上位機(jī)，設(shè)計(jì)了顯示模塊，方便工作人員檢查。該裝置具有多通道采集功能，采用 DSP 片 內(nèi)置 ADC 模塊進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，精度高、速度快，并對(duì)開關(guān)量進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。 現(xiàn)有的防爆開關(guān)的智能化程度低 ， 數(shù)據(jù)采集不及時(shí)、不準(zhǔn)確，有些保護(hù)器不能達(dá)到預(yù)期的保護(hù)作用，導(dǎo)致生產(chǎn)事故頻發(fā) ； 通訊電路不完善，不能及時(shí)將采集的電力數(shù)據(jù)傳送至 上位機(jī) 并聯(lián)網(wǎng) 供 工作 人員檢查、操作?；?DSP 的煤礦防爆開關(guān)數(shù)據(jù)采集電路的硬件設(shè)計(jì) 摘 要 在煤礦井下大量使用高壓防爆開關(guān) ， 有 6kV、 10kV等不同的電壓等級(jí) ， 控制開關(guān)動(dòng)作的核心部件是內(nèi)部的控制器 。數(shù)據(jù)采集電路是防爆開關(guān)的重要組成部分， 長(zhǎng)期以來(lái)現(xiàn)場(chǎng)所使用的這 種開關(guān)載流能力小，保護(hù)簡(jiǎn)單，故障率高，直接影響礦井供電的可靠性 、 安全性和連續(xù)性。 本文針對(duì)上述問題， 設(shè)計(jì)了基于 TMS320F2812 的防爆開關(guān)數(shù)據(jù)采集電路的硬件部分。由于 DSP 對(duì)上電順序、時(shí)鐘、存儲(chǔ)空間有嚴(yán)格要求，本文對(duì)其最小系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì) DSP 各輸入輸出接口均進(jìn)行了光電隔離，確保核心處理器能正常工作。畫出了系統(tǒng)處理的軟件流程圖 ，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了抗干擾分析和設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵 詞 ： TMS320F2812； 防爆開關(guān)； 數(shù)據(jù)采集； 硬件電路 ABSTRACT High voltage explosionproof switch is wildly used in the coal mine, with different voltage levels as 6KV, 10KV. The core ponents of control the switching is the internal controller. Data acquisition circuit is an important part of explosionproof switch. For the long time, the switch used in the industry site has the shortings with small current carrying capacity, simple protection high failure rate. Directly affects the reliability, safety and continuity of coal mine power supply. Existing explosionproof switch with the low level intelligence, not timely and inaccurate data acquisition, some protection devices can?t achieve the protective effects of expected, that cause frequently industrial accidents. Communication circuit is imperfect, it can?t send the collected data to the PC timely, working for operator check and operate. For the above problems in the paper, we design a hardware circuit of the explosionproof switch based on TMS320F2812. The device features a multichannel acquisition, it es A / D conversion using ADC module embedded in the DSP, it has high precision, fast speed, and monitor the open or closed status of contact points. There are strict requirements with the powerorder, clock, storage space, the paper detailed design the minimum system, and design the optical isolation for GPIO pins, to make sure the core processor to work. For the weakness of the plex environment and the imperfect munication capabilities in the coal mine, we design a munication circuit with RS485 convert Profibus, several systems will be connected to the puter work, design a display module to facilitate the inspection staff. Draw a flow chart for software processing, analysis interference and design of antiinterference for the system. Lay a solid theoretical basis and strong practice foundation for industry application in the further. Keywords： TMS320F2812。 Data Acquisition。 長(zhǎng)期以來(lái)現(xiàn)場(chǎng)所使用的這 種開關(guān)載流能力小， 保護(hù)簡(jiǎn)單，故障率高，直接影響礦井供電的可靠性 、 安全性和連續(xù)性 [2] 。其次，現(xiàn)有防爆開關(guān)通訊電路不完善，不能及時(shí)將采集的電力數(shù)據(jù)反映至上位機(jī)中供 工作 人員檢查、操作。同時(shí)由于操作人員維護(hù)不當(dāng)或操作錯(cuò)誤、輸電線路的導(dǎo)線斷裂等原因，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏電及單相接地故障。單相接地、相間短路故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的電弧能量會(huì)引起瓦斯、煤塵爆炸，直接危及人身安全和礦井生產(chǎn)。 在煤礦井下供電系統(tǒng)設(shè)備的一般 位置為： 高 壓 防 爆 開關(guān) 、 移動(dòng)變電站 、 饋電開關(guān) 、 起動(dòng)器 、 電機(jī) 。 基于數(shù)字信號(hào)處理器的防爆開關(guān)數(shù)據(jù)采集電路，不僅具有完善數(shù)據(jù)采集功能和顯示功能，而且具有和上位機(jī)通信及聯(lián)網(wǎng)通訊等功能。 通常為了安全起見， 在很多煤礦井下防爆開關(guān)中 設(shè)置雙 CPU系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行綜合保護(hù)器的設(shè)計(jì)，一套為監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集， 處理， 顯示 和通信；另一套為