论文题目: 基于430单片机的变压器监控终端的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 马小陆
导师: 陶维青
关键词: 变压器监控终端,交流采样,谐波分析,软件设计,消息驱动,通讯
文献来源: 合肥工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 配电自动化的目的是减少非计划停电、提高供电可靠行和供电质量。而供电可靠行和供电质量是由最终用户来体现的,本文所研究的变压器监控终端是处于配电自动化系统中最末一级,它完成对配网中配电变压器运行参数的本地或远方监控,它的性能直接决定了用电质量。由此可见,在提高供电可靠行和供电质量方面,变压器监控终端具有不可缺少的地位。 针对目前国内现行的变压器监控终端产品的局限性,本课题研制了一种新型的基于单片机MSP430技术的变压器监控终端。此产品可广泛应用于低压配电网中。 本文主要研究了基于MSP430单片机的新型变压器监控终端的实现,首先介绍了电参量的测量算法的原理,就电参量测量过程产生的误差进行了分析,给出其土要产生的根源,提出校正策略;设计了以MSP430F449为核心处理器的变压器监控终端的硬件结构,整个硬件系统由MSP430微处理器、模拟量输入模块、开关量输入输出模块、基于IIC总线的外围扩展模块、通讯接口模块、人机接口模块和电源模块七大部分组成;最后详细地介绍了系统的软件设计,本文从系统的角度,以模块化设计思想提供了变压器监控终端的软件设计过程,实现了包括电参量监测、电能量计量、通信、显示及配变数据存储等功能。 目前系统实现的功能及现场的运行情况表明,以MSP430为核心处理器的变压器监控终端结构简单,功能丰富,性能稳定、可靠,电能计量具有较高的精确度,值得推广应用。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 配电自动化的发展概况
1．1．1 国外概况
1．1．2 国内概况
1．2 变压器监控终端的定义及在配电自动化中的地位
1．3 本课题的意义
1．4 本课题中变压器监控终端具有的功能
1．5 本课题的技术难点
1．6 本文的主要工作
第二章 测量算法分析及其在本系统中的应用
2．1 交流采样方法
2．1．1 交流采样概述
2．1．2 本系统交流采样方法
2．2 电参量计算算法分析
2．2．1 纯正弦信号下的电参量计算算法
2．2．2 有谐波信号下的电参量计算算法
2．2．2．1 均方根算法
2．2．2．2 全波傅氏算法
2．2．3 本系统采用的电参量计算算法
2．3 电参量测量误差分析及解决措施
2．3．1 频率变化引起的误差及解决措施
2．3．2 电压和电流的相位偏移引起的误差及解决措施
2．3．2．1 产生相位偏移的原因
2．3．2．2 误差描述
2．3．2．3 解决措施
2．4 本章小结
第三章 变压器监控终端的硬件设计
3．1 系统设计原则
3．2 系统硬件总体概述
3．3 部分电路设计介绍
3．3．1 MSP微处理器系统
3．3．1．1 微处理器选取
3．3．1．2 MSP430F449单片机
3．3．2 模拟量输入模块电路设计
3．3．3 通讯模块电路设计
3．4．4 显示模块电路设计
3．3．5 基于IIC总线的外围扩展模块
3．3．5．1 存储芯片
3．3．5．2 时钟芯片
3．4 系统硬件设计特点
3．5 本章小结
第四章 变压器监控终端的软件设计
4．1 系统设计目标
4．2 软件设计思想
4．3 软件开发环境
4．4 软件实现
4．4．1 主程序
4．4．2 初始化模块
4．4．3 自检模块
4．4．4 数据采集和处理模块
4．4．4．1 数据采集
4．4．4．2 数据处理
4．4．4．3 数据采集和处理模块主要函数
4．4．5 数据存取模块
4．4．5．1 统计数据
4．4．5．2 历史数据
4．4．5．3 数据存取方法
4．4．5．4 数据处理存取模块主要函数
4．4．6 键盘显示模块
4．4．6．1 键盘处理
4．4．6．2 显示处理
4．4．7 串口通讯模块
4．4．8 101协议模块
4．4．8．1 101协议模块处理流程图
4．4．8．2 本系统中101协议模块实现的功能
4．4．8．3 101协议模块主要处理函数
4．5 软件设计特点
4．6 本章小结
第五章 结论
附录
附录1 配变数据表
附录2 统计数据数据结构定义
参考文献
发布时间: 2005-07-13
参考文献
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