CPS控制與保護開關(guān)設(shè)計.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，對配電網(wǎng)絡(luò)、控制系統(tǒng)及電動機的安全可靠運行的要求越來越高，控制與保護開關(guān)便是為了順應(yīng)這種潮流而于80年代發(fā)展起來的一種用于低壓配電和控制系統(tǒng)中的新型集成化電器，它集斷路器、接觸器、起動器、熔斷器為一體，實現(xiàn)了傳統(tǒng)電器功能組合。控制與保護開關(guān)具有體積小、功能全、可靠性高、控制與保護自配合、操作方便等一系列優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)多種電器組合所帶來的保護特性配合不合理、工作可靠性低等缺陷。目前已開發(fā)的控制與保護開關(guān)產(chǎn)品需要不

2、同量程的電流互感器來測試電流，成本高，而且操作不方便。本文在傳統(tǒng)控制方法的基礎(chǔ)上提出了基于程控放大器的全程電流測試方法，實現(xiàn)大量程電流的檢測，使其可以對系統(tǒng)進行方便、快捷的保護，并且降低生產(chǎn)成本。
　　本文以單片機STC12C5A48S235為核心進行多功能保護模塊的硬件、下位機軟件以及遠(yuǎn)程控制上位機軟件的設(shè)計。在此之前借助Matlab/Simulink仿真電機工作時的各種故障，為CPS控制與保護開關(guān)的故障保護提供參考，并通過在M

3、utisiml1中進行電路仿真，初步驗證電路設(shè)計的合理性。采用基于RS485現(xiàn)場總線的連接方案，分配了上位機、下位機的功能，確定了上位機與下位機的通信協(xié)議。在下位機硬件設(shè)計部分采取分模塊設(shè)計，完成對數(shù)據(jù)采集及處理模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、鍵盤模塊、顯示模塊以及分?jǐn)嗄K等硬件部分的設(shè)計，然后遵循模塊化的程序設(shè)計思想進行下位機軟件的編寫，并描述了如何利用人機交互方式進行參數(shù)的設(shè)定和數(shù)據(jù)的讀取、分析。通過比較各種數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，選擇ADO

4、操作Access來存儲故障信息和相關(guān)電壓、電流、漏電流數(shù)據(jù)。實現(xiàn)CPS控制與保護開關(guān)遠(yuǎn)程遙信、遙測、遙控、遙調(diào)以及報警/故障查詢功能，這些功能將方便用戶遠(yuǎn)程讀取多個CPS控制與保護開關(guān)的的出廠設(shè)置，采集它們的電流、漏電流、電壓、故障信息等，而且必要時可以遠(yuǎn)程分?jǐn)嚯娐贰Ｍㄟ^使用程控放大器，微處理器根據(jù)電流大小自動調(diào)整DS3904的倍數(shù)，以減少電流互感器的使用數(shù)量，實現(xiàn)低成本，易操作的大量程全程電流測試。
　　最后，模擬各種故障情況對