低壓斷路器控制器設(shè)計ega

1、低壓斷路器控制器設(shè)計ega.txt騙子太多，傻子明顯不夠用了。我就是在路上斬棘殺龍游江過河攀上塔頂負(fù)責(zé)吻醒你的公主。by小熊摘要：低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)中起同段控制及保護等作用的重要元件。目前，國外的低壓斷路器正朝著高性能、小型化、智能化和模塊化方向發(fā)展，并且與現(xiàn)場總線系統(tǒng)相連，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。本文介紹一種新型智能低壓斷路器控制器的設(shè)計。關(guān)鍵詞：控制設(shè)計配電系統(tǒng)元件1、引言低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)中起同段控制及保護等作用的重要元件。目前，

2、國外的低壓斷路器正朝著高性能、小型化、智能化和模塊化方向發(fā)展，并且與現(xiàn)場總線系統(tǒng)相連，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。國內(nèi)一些廠家也曾開發(fā)國際種職能斷路器控制器，其主要缺點是采用大規(guī)模集成器件較少，故體積較大，易進入干擾。本文介紹一種新型智能低壓斷路器控制器的設(shè)計。主要特點有：a注重模塊化設(shè)計，采用大規(guī)模集成器件。不僅縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，提高了產(chǎn)品性能，而且減少了產(chǎn)品體積，降低了成本；b在實現(xiàn)基本保護功能的同時，增加了預(yù)警功能；c才參數(shù)測量上，除了電流、電

3、壓等常規(guī)參數(shù)外，增加了功率因數(shù)及功率測量等，并對參數(shù)進行顯示；d注重產(chǎn)品的可靠性設(shè)計；e斷路器帶通信接口，引入CAN現(xiàn)場總線技術(shù)。2、支能低壓斷路器控制器設(shè)計2.1總體方案簡介該斷路器控制器的主要包括微處理器、信號采集電路、鍵盤和現(xiàn)實電路、外擴存儲器、溫度檢測電路、輸出執(zhí)行電路和電源等。2.2微處理器的選擇智能斷路器控制器既要實現(xiàn)各種功能又要有較好的是實時性和電磁兼容性，本期設(shè)計用了Dallas公司的DS80C390微處理器。其主要特點

4、有：向下兼容80C52，使用80C51的指令集；高速的體系結(jié)構(gòu)，每個機器周期只有4個時鐘周期，最大系統(tǒng)時鐘頻率可達(dá)40Mhz，兼容80C52存儲模式，內(nèi)含4KB的SRAM，外部擴展4MB的程序存儲器和4MB的用戶數(shù)據(jù)存儲器。內(nèi)含兩個CAN2.0B的控制口，集成度高。DS80C390有2個串行口、3個定時器計數(shù)器、7個附加中斷、1個可編程狗定時器、6個8bitO口（其中兩個與存儲器接口），還有一個數(shù)據(jù)指針OPRT1。DS80C390有2種

5、封裝形式：68腳的PLCC和64腳的LQFP，本設(shè)計選用前者。2.3信號采集電路常規(guī)信號輸入通道的設(shè)計一般先濾波在隔離放大，然后經(jīng)AD轉(zhuǎn)換等，但該設(shè)計方法難以滿足實時性要求。本設(shè)計要求采集3路線電壓和4路相電流信號，而且需要采集的信號范圍很寬，若采用常規(guī)設(shè)計則需要很多的AD轉(zhuǎn)換通道，故采用了CirrusLogic公司的電子是電能表芯片CS5460來設(shè)計信號輸入通道。（1）CS5460的特點。a高集成。內(nèi)部繼承了1個可編程的增益放大器，1

6、個帶固定增益放大器的電壓通道，2個可選高通濾波器等；b高精度。轉(zhuǎn)換精度可達(dá)0.1%；c易接口。CS5460是高速AD器件，缺省狀態(tài)下，瞬時AD變換頻率可達(dá)4kHz。其自帶可編程增益放大器可測量150mV獲30mV兩城范圍的信號，從而很好地解決了實時性、寬測量范圍及測量精度低等問題。（2）CS5460的硬件設(shè)計。電壓電流互感二次側(cè)感應(yīng)電壓值經(jīng)分壓后分別送入CS5460的UIN、UIN和IIN、IIN引腳。CS5460有4個串行口：SDI為

7、串行數(shù)據(jù)輸入口，SDO為串行數(shù)據(jù)輸出口，SCLK為串行時鐘，CS是片選控制線。因為要采集4路電流、3路電壓值，故選用了4片CS5460芯片。并用引腳p4.0、p4.1、p4.2和p4.3輪流選通每片CS5460。當(dāng)CS=1時，SOD為高阻狀態(tài)，故4片CS5460的引腳可以直接連在一起。又DS80C390的IO口2.6實時時鐘芯片系統(tǒng)運行時，整個系統(tǒng)每隔一段時間就要進行一次始終校準(zhǔn)。為此，本設(shè)計選用實時時鐘日歷芯片PCF8563。PCF8

8、563與DS80C390采用I2C通信接口方式進行數(shù)據(jù)傳送。由于DS80C390本身沒有I2C通信接口，所以采用軟件模擬的方法與具有I2C接口的PCF8563接口。程序中微處理器在發(fā)出第九個脈沖時，讀取SDA線上的狀態(tài)，如讀取狀態(tài)為0，則說明數(shù)據(jù)已成功寫入PCF8563；如讀取狀態(tài)為1，則說明寫入操作不成功，程序轉(zhuǎn)入再次寫操作。每進行一次操作，內(nèi)嵌的字地址寄存器就會自動產(chǎn)生增量。據(jù)此，可判斷出程序?qū)CF8563的讀寫操作是否完成。每隔

9、一段時間，主機發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時間，標(biāo)準(zhǔn)時間通過CAN總線傳入各職能節(jié)點，然后有個節(jié)點對各自的時鐘進行校時操作。當(dāng)某節(jié)點發(fā)生故障或報警時，此節(jié)點就對自己的PCF8563進行讀操作，已得到發(fā)生故障或報警時的時間值。2.7CAN總線接口電路CAN總線是現(xiàn)場總線領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛的一種通信技術(shù)，用CAN代替以往的RS—485將從根本上改善監(jiān)控系統(tǒng)的性能。DS80C390內(nèi)部集成了兩個全功能CAN2.0控制器，易與外部CAN總線接口。2.8鍵盤及顯示電路鍵

10、盤設(shè)計時，將按鍵的一端與微處理器的口線直接相連，并加上阻容電路去抖動。這樣既可簡化硬件電路的設(shè)計，還可減小體積。顯示電路由發(fā)光二極管和液晶組成，液晶采用精電公司的MGLS12864T，可用圖形或文本方式顯示。3、智能控制器的可靠性設(shè)計本控制器模塊處于強磁場環(huán)境中，各種電磁干擾源頻率大致為：電磁20Hz~幾十Hz，開關(guān)電弧30~200Hz，磁鐵1.0~3.6MHz。本模塊還處于強電力線電廠中，該場以電磁感應(yīng)的方式將電磁能量施加與本控制器模

11、塊。所有的電磁干擾都有電磁干擾源、耦合通道和敏感設(shè)備3個基本要素組成。（1）本設(shè)計選用了CS5460、PCF8563等貼片封裝元器件，高集成度的DS80C390及可配置內(nèi)存器件PSD934F2和帶光電隔離的固態(tài)繼電器。這些控制器模塊本身就有很強的抗干擾能力。（2）電源是引入干擾的重要途徑，為減少從此引入的干擾，采取了如下措施：a采用高性能開關(guān)電源以抗尖脈沖干擾等；b采用壓敏電阻或RC網(wǎng)絡(luò)等吸收浪涌電壓；c電源進線端加大容量電解電容和高頻

12、陶瓷電容分別濾除低頻、高頻干擾；d采用分散獨立的功能供電。e保證有適當(dāng)?shù)墓β试６?。?）過程通道上才取光電耦合隔離、固態(tài)繼電器開關(guān)量輸出和對傳輸線進行阻抗匹配的措施。（4）設(shè)計印刷電路板時，采取合適的制版面積、雙板層、井字形布線，盡量減少環(huán)路面積和環(huán)路電流、并排走線間插入離散地線、重要信號線靠近地線等措施。本控制器模塊采用工作接地。采用待屏蔽的雙絞線以減小電流信號回路的電磁干擾，其屏蔽層接到斷路器外殼。接地線盡可能短，線徑盡可能粗。（5

13、）采用較高導(dǎo)電性材料如銅進行電場屏蔽，導(dǎo)磁材料進行磁場屏蔽。在控制器殼內(nèi)噴涂銅制電鍍導(dǎo)電層。對開關(guān)電源加屏蔽層，對顯示窗中使用屏蔽玻璃，采用電磁密封襯墊防殼體縫隙漏磁。(6）軟件設(shè)計中采用的抗干擾措施有：a設(shè)置看門狗定時器?？撮T狗的定時時間稍大于主程序正常運行一個循環(huán)的時間，而在主程序運行過程中執(zhí)行一次時間常數(shù)刷新操作。當(dāng)程序出錯時，由于不能正常刷新定時器而導(dǎo)致定時中斷，將系統(tǒng)復(fù)位。b設(shè)置軟件陷阱。本設(shè)計中在非程序區(qū)反復(fù)用NOP，NOP