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基于DSP的井下高压水泵电机的远程监控系统的设计

2020-11-23阅读(992)

基于DSP的井下高压水泵电机的远程监控系统的设计

论文摘要

高压水泵电机是煤矿井下的主要动力设备,煤矿井下条件比较恶劣,因电机淋水受潮、电机被煤掩埋使散热道被堵、强负载下电机频繁启动等原因,电机的烧损时常发生,电机的烧损不仅损失设备本身,更重要的是造成停产而影响煤炭生产任务的完成,甚至造成事故而危及人的生命和矿井的安全。要使电机可靠运行是关键,而电机保护设备又是电机可靠运行的主要保障。本文介绍了对煤矿井下高压水泵电机的各种测量及保护算法原理,并进行了具体的硬件和软件的设计,旨在实现电机的智能保护、远程监控和集中管理。本系统在硬件上以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407为核心处理器,进行数据的实时采集处理和故障保护。论文中对装置的主体电路结构、主控芯片的选择、模拟量输入通道设计和A/D采样方法进行了详细的方案比较和论证。论文中还给出了开关量输入、输出、通信模块、时钟电路等各功能模块的选择方法和设计原理。装置的软件设计重点分析了主程序的总体框架结构、A/D采样中断程序的设计、FFT算法的设计、人机接口程序的设计和串行通信程序的设计。同时上位机采用Visual Basic 6.0设计了上位机的通讯和数据库界面,并且可以实现对数据库的有效管理。最后,利用TMS320LF2407本身具有的一个全双工的SCI串行口,提出基于RS-485总线标准——主多从式串行通信,以解决电机测控装置和上位PC机的通信问题,实现井下高压水泵电机的集中管理和调度管理。本文利用保护及监测的原理,研制开发了系统中相对应的硬件部分和软件部分,已经完成的部分实验结果表明,各项性能指标基本达到设计要求,运行稳定、可靠。图[47]表[5]参[41]

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 绪论
  • 1.1 选题目的及意义
  • 1.2 国内外研究动态及现状分析
  • 1.2.1 以热继电器为主的组合保护方式
  • 1.2.2 电子式保护方式
  • 1.2.3 微机型智能保护方式
  • 1.3 研究的内容与方法
  • 2 电机保护原理及保护依据
  • 2.1 对称分量法分析
  • 2.2 异步电动机故障特性分析
  • 2.3 电机保护原理分析
  • 2.4 本章小结
  • 3 数据处理算法
  • 3.1 交流采样简介
  • 3.2 交流采样算法
  • 3.3 FFT基本原理和常用算法
  • 3.3.1 FFT基本原理
  • 3.3.2 实数序列的FFT
  • 3.3.3 运算溢出及避免方法
  • N）表的构建'>3.3.4 旋转因子（WN）表的构建
  • 3.4 微机监控参数算法
  • 3.5 本章小结
  • 4 硬件系统设计
  • 4.1 系统基本原理
  • 4.2 DSP主系统设计
  • 4.2.1 DSP简介
  • 4.2.2 DSPTMS320LF2407简介
  • 4.2.3 TMS320LF2407的中央处理器及开发环境
  • 4.3 数据采集前向通道设计
  • 4.3.1 模拟量信号调理电路
  • 4.3.2 A/D转换网
  • 4.4 锁相环电路
  • 4.5 人机接口部件设计
  • 4.5.1 键盘
  • 4.5.2 LCD液晶显示
  • 4.6 DSP其他外围电路设计
  • 4.6.1 时钟电路设计
  • 4.6.2 电源电路设计
  • 4.6.3 数据存储电路
  • 4.6.4 串行通信接口设计
  • 4.7 水仓水位测量变送电路
  • 4.7.1 压力传感器
  • 4.7.2 信号调理电路2
  • 4.8 开关量输入输出电路设计
  • 4.8.1 开关量输入回路
  • 4.8.2 开关量输出回路
  • 4.9 系统硬件抗干扰
  • 4.9.1 硬件干扰的来源
  • 4.9.2 硬件抗干扰的措施
  • 4.10 本章小结
  • 5 软件系统设计
  • 5.1 下位机软件设计
  • 5.1.1 主程序的设计
  • 5.1.2 AD采样程序的设计
  • 5.1.3 FPT子程序的设计
  • 5.1.4 故障处理程序
  • 5.1.5 人机接口程序的设计
  • 5.1.6 串行通信子程序设计
  • 5.2 上位机的软件设计
  • 5.2.1 Visual Basic开发环境简介
  • 5.2.2 SQL Sever7.O数据库简介
  • 5.2.3 VB与数据库的连接
  • 5.2.4 系统功能简介
  • 5.2.5 监控系统界面的设计
  • 5.3 软件抗干扰技术
  • 5.3.1 软件系统受干扰的原因
  • 5.3.2 采取的抗干扰措施
  • 5.4 本章小结
  • 6 装置的通讯设计
  • 6.1 RS-485总线标准
  • 6.2 上位机与测控单元的连接
  • 6.3 通讯软件的设计
  • 6.3.1 通信协议
  • 6.3.2 通信软件设计
  • 6.4 本章小结
  • 7 系统调试及实验部分
  • 7.1 硬件调试
  • 7.2 软件调试
  • 7.3 谐波分析验证
  • 7.4 串口通讯部分
  • 8 结论与展望
  • 8.1 结论
  • 8.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介及读研期间主要科研成果

    • 相关论文文献

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