基于DSP的励磁控制装置通信功能研究

论文摘要

励磁控制装置是同步发电机的重要组成部分,在保持发电机正常运行和电力系统稳定运行方面起着重要作用,调节励磁是提高电力系统安全稳定性和运行质量的有效而经济的手段。励磁控制装置除要求具有高技术性能指标和可靠性外,还应具备完备的控制保护功能,对各种非正常工况,励磁控制装置能够自动处理,无需人为干预。励磁控制装置还需接收计算机监控网下发的操作控制和调整指令,并将励磁系统的状态信息传送到计算机监控网。因此,随着数字控制技术、计算机技术及微电子技术的飞速发展和日益成熟,同步发电机组采用数字式励磁控制装置已成为发展趋势。随着电力系统自动化程度的不断提高,励磁控制装置核心控制器逐渐采用新型的微处理器,比如单片机,DSP等。这些微处理器的应用,不仅提高了系统的整体性能,而且使励磁控制装置一些先进通信功能的扩展成为可能。DSP是在数字信号处理的各种理论和算法的基础上发展起来的,用于完成各种实时数字信息处理。TMS320F2812是TI公司提供的目前最新的电机专用控制芯片,基本上满足系统要求。本文针对一个基于TMS320F2812的励磁控制装置,对其通信功能的实现进行研究。首先对励磁控制技术和励磁控制装置的发展情况进行了分析综述,指出现有励磁控制装置及其通信手段的不足之处.然后根据电力系统自动化的发展趋势,说明励磁控制装置对DSP技术和先进通信方式的需要。然后根据采用的芯片给出了详尽的设计方案,包括硬件设计方案、下位机软件方案,上位机监测软件开发方案。这三点也是本文的工作重点所在,尤其是硬件设计,涉及到很多技术细节。本论文对DSP开发的各个方面基本上都有所涉及和研究,并针对励磁控制装置的应用,给出了详尽和完备的实现方案,而且对于其他基于DSP的通信系统开发也具有一定的借鉴和参考意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 励磁控制装置的发展和研究现状
• 1.3 励磁控制装置的主要功能
• 1.4 励磁控制装置的通信功能
• 1.4.1 人机接口单元
• 1.4.2 外部通信单元
• 1.5 研究目的和意义
• 1.6 论文主要工作
• 第二章 基于DSP 的励磁控制装置总体设计方案
• 2.1 DSP 技术在励磁控制装置中的应用
• 2.1.1 DSP 技术的发展
• 2.1.2 DSP 的特点
• 2.1.3 DSP 芯片的选型
• 2.2 励磁控制装置功能分析及设计方案
• 2.3 小结
• 第三章 励磁控制装置通信功能硬件设计
• 3.1 基于TMS320F2812 的最小系统硬件电路的设计
• 3.1.1 TMS320F2812 的特点
• 3.1.2 TMS320F2812 最小系统的结构
• 3.2 基于DSP 的通信调试板的设计
• 3.2.1 SCI 串口通信接口电路设计
• 3.2.2 CAN 总线通信接口电路设计
• 3.2.3 CAN 总线电源选择电路
• 3.3 其他通信功能的研究`
• 3.3.1 液晶显示模块的研究
• 3.3.2 以太网通信功能的研究
• 3.4 小结
• 第四章 励磁控制装置通信功能软件研究
• 4.1 DSP 的集成开发环境CCS 简介
• 4.2 μC/OS-Ⅱ在TMS320F2812 上的移植
• 4.3 下位机程序设计
• 4.4 上位机数据处理软件的设计
• 4.5 小结
• 第五章 调试及结果
• 5.1 液晶模块的调试
• 5.2 以太网通信模块的调试
• 5.3 数据通信显示界面
• 5.4 硬件电路PCB 的抗干扰设计
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 附录
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢