PIC单片机在低压永磁真空断路器监控中的应用

PIC单片机在低压永磁真空断路器监控中的应用

论文摘要

低压断路器是电力系统中低压配电网中的主要电器开关之一,它不仅可以接通和分断正常负载电流和过载电流,而且可以接通和分断短路电流。主要在频繁操作的低压配电线路或开关柜中作为电源开关使用,并对线路、电器设备等实行保护,当它们发生严重过流、过载、短路、断相、漏电等故障时,能自动切断线路,起保护作用,应用十分广泛。智能控制器是断路器上的保护装置,也是断路器的核心控制装置。20世纪90年代,随着电力电子技术、微电子技术、计算机技术和通信技术的飞速发展,断路器的保护装置已由传统的电磁式过流脱扣器发展成采用集成电路的电子式脱扣器,直至目前出现了带高性能微处理器的智能控制器。新一代的智能控制器采用了模块化结构设计,集测量、监视、控制、通信、保护等功能于一体,在低压系统中得到了广泛的应用。在本课题中,该智能控制器在硬件上以美国Microchip公司推出的公司生产的PIC18F448为核心处理器,主要进行数据的实时采集处理和断路器的故障保护,实时显示线路运行时电流或故障信息等。利用带有CAN接口的高性能的PIC18F448单片机设计了CAN总线接口,给出了CAN接口的硬件电路、软件流程。该电路具有硬件设计简单、可靠性高、实时性强等特点。实现了智能控制器与PC机的双向通信功能,通过总线系统达到遥调、遥控的目的,使得智能控制器的性能得到增强,符合配电系统的要求,达到了本课题研究要求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 低压永磁真空断路器简介
  • 1.1.1 基本结构及优点
  • 1.1.2 操动机构
  • 1.2 国内外低压电器的发展状况及趋势
  • 1.3 课题的背景及主要研究内容
  • 2 PIC单片机及其开发系统
  • 2.1 PIC单片机简介
  • 2.2 PIC18F448单片机简介
  • 3 智能控制系统的硬件设计
  • 3.1 智能断路器的设计思路
  • 3.2 各种元件的选择
  • 3.3 输入模块设计
  • 3.4 电源部分
  • 3.5 显示模块
  • 3.6 复位电路
  • 3.7 存储部分
  • 3.8 键盘部分
  • 3.9 系统记录用时钟部分
  • 3.10 自诊断电路的设计
  • 3.11 CAN总线及接口的设计
  • 3.12 MCR机械脱扣
  • 3.13 执行控制电路
  • 4 系统的软件设计
  • 4.1 软件设计概述
  • 4.2 软件开发
  • 4.2.1 主程序设计
  • 4.2.2 定时采样
  • 4.2.3 CAN总线子程序
  • 4.2.4 PIC单片机的4×4键盘子程序设计
  • 4.2.5 显示模块的编程
  • 4.2.6 故障处理
  • 4.2.7 自检程序设计
  • 5 系统的抗干扰技术与功能的实现
  • 5.1 抗干扰设计
  • 5.1.1 干扰的来源与分类
  • 5.1.2 控制器的硬件抗干扰
  • 5.1.3 软件抗干扰
  • 6 结论
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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