基于CAN總線的異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)
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(3)后臺(tái)處理系統(tǒng)構(gòu)成
后臺(tái)處理系統(tǒng)由含CAN適配卡的工控機(jī)和后臺(tái)數(shù)據(jù)處理程序組成。通常適配卡電路分為雙口RAM及其控制電路、中斷申請(qǐng)與控制電路和內(nèi)含CAN控制器的MCU80C592三部分。最后一部分也可由80C31加82C200CAN控制器構(gòu)成。為提高數(shù)據(jù)交換量，雙口RAM采用62256，其容量為32K字節(jié)。工控機(jī)與MCU80C592通過(guò)雙口RAM控制電路對(duì)62256進(jìn)行操作。工控機(jī)對(duì)雙口RAM空閑狀態(tài)下，將數(shù)據(jù)和命令寫入62256，然后通過(guò)中斷管理電路通知MCU80C592，80C592按照命令執(zhí)行相應(yīng)操作。當(dāng)80C592收到下位節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和命令時(shí)，在獲得雙口RAM控制權(quán)后，將其寫入62256，再通過(guò)中斷邏輯通知工控機(jī)取走數(shù)據(jù)和命令，如圖3所示。
后臺(tái)數(shù)據(jù)處理程序負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)CAN總線進(jìn)行監(jiān)視管理，具有系統(tǒng)參數(shù)(如波特率、輸出控制、報(bào)文標(biāo)識(shí)與屏蔽等)設(shè)置、監(jiān)視狀態(tài)設(shè)置、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)請(qǐng)求、本機(jī)狀態(tài)查詢、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)查詢、中斷接收數(shù)據(jù)管理、對(duì)接收的電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析等功能。該程序采用VISUAL C++編寫，有強(qiáng)大的人機(jī)交互功能，方便操作人員使用。
3系統(tǒng)功能
(1)保護(hù)功能。異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)部分實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的綜合保護(hù)，其具體的功能有接地保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、不平衡過(guò)負(fù)荷保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、低電壓和過(guò)電壓保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其監(jiān)視的電流和電壓信號(hào)通過(guò)面板上的液晶顯示屏顯示出來(lái)，以便就地觀察，并且在微處理器空閑時(shí)定時(shí)地將采得電流和電壓信號(hào)通過(guò)CAN總線傳送至后臺(tái)機(jī)。有故障時(shí)保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，并且就地保存故障類型和時(shí)間以及其他電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，隨后通過(guò)CANBUS網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)方后臺(tái)機(jī)報(bào)告。
(2)在線監(jiān)測(cè)功能部分。后臺(tái)機(jī)憑借其強(qiáng)大的功能完成保護(hù)參數(shù)的管理和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理。
1)保護(hù)參數(shù)的管理：在控制室內(nèi)對(duì)所有保護(hù)裝置上的各種保護(hù)整定數(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)，例如環(huán)境溫度的高低、工作時(shí)間的長(zhǎng)短、起動(dòng)頻率等進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，使其能方便地適應(yīng)多種工作方式。
實(shí)時(shí)掌握保護(hù)裝置單元自身的工作狀態(tài)，如有異常，通報(bào)運(yùn)行人員。
2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理：從采集來(lái)的電壓、電流信號(hào)中，分析隱含在其中的各種信息，并作出其發(fā)展方向的預(yù)測(cè)。
① 三相運(yùn)行電流、電壓的監(jiān)測(cè)。運(yùn)行人員可直觀地觀察電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載輕重和供電電源的電壓質(zhì)量。②零序電流的監(jiān)測(cè)。零序電流的大小往往反映繞組對(duì)地絕緣的狀況，監(jiān)視它能較早地防止接地故障。③負(fù)序電流的監(jiān)測(cè)。負(fù)序電流的大小反映繞組相間絕緣的狀況和三相電源的平衡程度，監(jiān)視它能較早地防止相間短路。④過(guò)熱保護(hù)的后備保護(hù)；通過(guò)電流、電壓中序分量的計(jì)算也可對(duì)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱狀態(tài)進(jìn)行模擬，以實(shí)現(xiàn)過(guò)熱后備保護(hù)。⑤功率及功率因數(shù)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率的記錄，為運(yùn)行人員提供其出力狀況和效率參數(shù)，以便合理地安排電動(dòng)機(jī)的工作計(jì)劃；實(shí)時(shí)得到的功率因數(shù)，為電動(dòng)機(jī)的無(wú)功就地動(dòng)態(tài)補(bǔ)償提供依據(jù)。⑥信息管理。對(duì)眾多的電動(dòng)機(jī)建立設(shè)備信息庫(kù)，記錄各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、運(yùn)行方式和歷史維護(hù)記錄等，并根據(jù)設(shè)備狀態(tài)提示狀態(tài)檢修。⑦數(shù)據(jù)通訊。將異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳至廠內(nèi)的綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。
(3)在線參數(shù)辯識(shí)功能。在電動(dòng)機(jī)的出線端加大擾動(dòng)或小擾動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)離線或在線的參數(shù)辯識(shí)。從一般化電動(dòng)機(jī)模型中可推導(dǎo)出作為異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的派克方程。由于異步電動(dòng)機(jī)的暫態(tài)過(guò)程很短，將其略去后方程組將是三階微分方程組。在選取e′d、e′q、ωr為狀態(tài)量后可得相應(yīng)的狀態(tài)方程、輸出方程和穩(wěn)態(tài)約束方程，為了計(jì)算方便，取電壓向量作為參考量，利用CAN系統(tǒng)采集擾動(dòng)后的三相電壓和電流信號(hào)，算出P、Q、id、iq、U和f，然后用LSE估算程序計(jì)算出電動(dòng)機(jī)本身的R1、X1σ、R′2、X′2σ、Rm和Xm等參數(shù)，如果這些參數(shù)比正常狀態(tài)有了大的變化，則可為故障診斷提供依據(jù)。
4結(jié)論
本文所敘述的系統(tǒng)CAN總線連網(wǎng)方式比以往其他通信方式更加經(jīng)濟(jì)，方便而且可靠。在此網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的保護(hù)比單臺(tái)運(yùn)行更加可靠，靈活方便，而且具有更強(qiáng)的在線監(jiān)測(cè)及管理功能。本系統(tǒng)不僅可獨(dú)立運(yùn)行，并且可作為一個(gè)子系統(tǒng)接入工廠已有的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中。這是一種較適合目前工廠實(shí)際的異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。(end) 雙絞線傳輸器相關(guān)文章:雙絞線傳輸器原理
評(píng)論