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基于多CPU控制的3.3kV组合磁力控制站测控系统的研究

池艾文  
【摘要】:本文的研究内容是山西省重大科技攻关项目“基于PLC控制的3.3kV八组合磁力控制站测控系统的研究”(NO.031116)中的主要内容。3.3kV供电的高产高效工作面建设已成为我国煤炭工业的发展方向,然而由于国内相关产业的相对滞后,目前我国煤矿井下3.3kV供配电设备全部依靠进口。设备配件供应周期长,价格昂贵是制约3.3kV供电技术普及的主要因素。因此研究和开发3.3kV组合磁力控制站测控系统具有重要的现实意义和重大的应用价值。 本文深入系统地研究了多CPU控制的3.3kV组合磁力控制站测控系统,主要内容如下: 首先介绍了真空组合磁力控制站的发展现状,阐述了开发3.3kV组合磁力控制站测控系统的必要性和紧迫性,提出了测控系统的性能指标、控制原则和技术要求,制定了测控系统的控制策略和控制方法。 针对综采工作面负荷的实际要求,提出了多CPU联合控制的总体方案,建立了单片机与PLC、PLC与PLC以及PLC与大屏幕彩色液晶显示屏之间的实时通讯系统。根据矿井生产安全要求,设计了性能优良的本质安全型先导电路,分析了电机的各种故障特征,提出了相应的保护措施,确立了故障保护的技术指标。 通过分析3.3kV电网漏电的故障特征,提出了井下3.3kV电网的漏电保护方案和保护动作值,并给出了井下电网进行高压 太原理工大学硕士学位论文 绝缘检测的技术方案。首次将可编程逻辑器件(CPLD)应用到井 下电气设备中,设计了性能优良的额定参数读取电路。操作简 单、性能优良的多功能试验电路,增强了系统工作的可靠性和 安全性。 根据矿井电网的实际情况,分析了工业生产环境存在 的干扰源及所产生干扰信号的特征,针对不同特征的干扰 信号,制定了相应的硬件、软件抗干扰措施。介绍了结构 化程序的设计方法,设计了监控程序及各功能模块程序。 其中重点阐述了测控系统的设计思想、硬件工作原理及软 件框图。 本课题采用多个CPU作为主控单元:其中两个PLC分别 负责单回路和双速双回路的控制和保护,单片机则主要负责整 定值的读取和相敏保护。多CPU分时处理和采集相应电路的 信号,有效地提高了保护动作的实时性和可靠性。 经实验室检验表明:该测控系统性能稳定,动作可靠, 且易于操作,具有传统保护系统无法比拟的可靠性和先进 性。


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