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干式变压器温控系统的下位机设计与实现

2020-12-06阅读(300)

干式变压器温控系统的下位机设计与实现

论文摘要

干式变压器相对于油浸式变压器,具有防火、防爆、安装简洁、日常维护简单等优点,所以它的应用日益广泛。在发达国家,干式变压器在整个电力系统中所占的比例正在逐步增加。我国目前干式变压器在整个变压器生产总量中所占比例,远低于发达国家的水平。为了改变这个局面,适应电力市场的需求,近年来我国干式变压器的生产也得到了迅速发展。为了确保干式变压器的安全运行,设计一款性能优良、运行稳定的温控系统对干式变压器的三相绕组温度进行巡回检测是至关重要的。温控系统包括上位机部分(PC软件部分)和下位机部分。其中下位机部分能够实现对干式变压器三相绕组温度精确的巡回检测显示,并能按照干式变压器绝缘绕组允许的温度进行自动启动或者停止风冷风机、绕组温度超限报警和绕组超温跳闸自动控制。本课题即基于ATmega128L设计并实现一款干式变压器温控系统的下位机部分,主要研究内容分成以下几个部分：1.设计下位机的硬件系统。以RISC精简指令集的高速单片机ATmega128L为核心,构建抗干扰能力更强,使用寿命更长,功能更全面的硬件平台。2.设计下位机的软件系统。根据设计的硬件系统,合理的设计软件程序,有效的提高程序运行效率。3.测试温控系统下位机部分的性能,进一步提高程序运行可靠性。样机实现了温控系统中下位机的的基本功能,经过试验运行稳定可靠。温度采集显示精度达到0.1℃,达到国家二级产品水平。通过本课题,加深了对单片机软硬件开发的理解,积累了单片机软硬件开发的工作经验。论文的研究成果可作为单片机软硬件开发的参考。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 课题研究背景和意义
  • 1.1.1 课题研究背景
  • 1.1.2 国内的干式变压器温控系统下位机部分的现状
  • 1.2 课题研究的意义
  • 1.3 课题研究的主要内容和论文结构
  • 1.3.1 课题研究的主要内容
  • 1.3.2 论文结构
  • 第2章 下位机部分总体方案设计
  • 2.1 下位机功能特点和性能指标
  • 2.1.1 下位机主要特点
  • 2.1.2 下位机性能指标
  • 2.2 总体方案设计
  • 2.2.1 硬件方案设计
  • 2.2.2 下位机硬件平台的选取
  • 第3章 温控系统下位机部分的硬件设计
  • 3.1 本课题涉及的硬件相关概念
  • 3.1.1 数据采集系统结构
  • 3.1.2 信号调理
  • 3.1.3 采样、量化
  • 3.1.4 惠斯登（Wheatstone）电桥
  • 3.1.5 热电阻传感器
  • 3.1.6 EMI电源滤波器的性能指标及常识
  • 3.1.7 压敏电阻
  • 3.1.8 瞬态电压抑制二极管（TVS）
  • 3.2 干式变压器温控系统的下位机硬件部分系统概述
  • 3.2.1 温度采集部分
  • 3.2.2 显示部分
  • 3.2.3 按键控制部分
  • 3.2.4 电源部分
  • 3.2.5 485通信部分
  • 3.2.6 4～20mA电流输出部分
  • 3.2.7 控制部分
  • 3.2.8 网络（TCP/IP）数据通信部分
  • 第4章 温控系统下位机部分的软件设计
  • 4.1 本课题涉及的软件相关概念
  • 4.1.1 GCC编译器
  • 4.1.2 编程环境WINAVR
  • 4.1.3 用Makefile管理项目
  • 4.1.4 用Mfile生成合适的Makefile
  • 4.1.5 Modbus协议
  • 4.2 干式变压器温控系统的下位机软件部分系统概述
  • 4.2.1 程序流程图
  • 4.2.2 程序设计思路
  • 第5章 网络（TCP/IP）数据通信部分
  • 5.1 工业以太网通信技术现状
  • 5.1.1 通信确定性与实时性
  • 5.1.2 稳定性与可靠性
  • 5.1.3 工业以太网协议
  • 5.2 网络（TCP/IP）数据通信部分研究内容
  • 5.3 网络（TCP/IP）数据通信部分研究方案
  • 5.3.1 BSD TCP/IP协议栈
  • 5.3.2 uC/IP协议栈
  • 5.3.3 LwIP协议栈
  • 5.3.4 uIP协议栈
  • 5.3.5 TinyTcp协议栈
  • 5.4 通信协议（TCP/IP）
  • 5.5 网络（TCP/IP）数据通信部分关键芯片介绍
  • 5.5.1 S3C44B0
  • 5.5.2 RTL8019AS
  • 5.5.3 MAX3232
  • 5.6 uC/OS-Ⅱ的简介
  • 5.7 网络（TCP/IP）数据通信部分硬件实现
  • 5.8 网络（TCP/IP）数据通信部分软件实现
  • 5.9 网络（TCP/IP）数据通信部分实现数据参考
  • 5.10 网络（TCP/IP）数据通信部分总结
  • 第6章 结束语
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表论文情况
  • 附录 MAKEFILE典型范例
  • 致谢

    • 相关论文文献

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