基于CAN總線的煤礦井下防越級跳閘系統(tǒng)的研究.pdf

1、礦井下供電系統(tǒng)大都采用銅芯短電纜供電,阻抗較小,各級短路電流值相差很小,保護(hù)難以整定,并且煤礦井下保護(hù)裝置或更新不及時(shí),或受環(huán)境影響,存在動作不靈敏、可靠性差、參數(shù)難以調(diào)整、精確度不高等缺點(diǎn),再加上傳統(tǒng)的速斷保護(hù)設(shè)計(jì)方案存在一定缺陷,這就使線路保護(hù)易發(fā)生誤動作和越級跳閘等故障,造成井下大面積停電的惡性事故煤。
　　針對這種情況,本文利用 CAN總線在數(shù)據(jù)通訊上具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性,傳輸距離遠(yuǎn),糾錯(cuò)能力強(qiáng),且非常有效地構(gòu)

2、成分布式控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn),對傳統(tǒng)的保護(hù)裝置稍微加以改造,設(shè)計(jì)出了基于 CAN總線的防越級跳閘系統(tǒng)對保護(hù)能夠進(jìn)行精確控制,實(shí)現(xiàn)各保護(hù)裝置相互配合,發(fā)生故障時(shí)控制各級保護(hù)采用相應(yīng)的動作,滿足各級保護(hù)的選擇性、速斷性,防止越級跳閘提供了可能。
　　本文首先在分析系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的具體功能的基礎(chǔ)上,總體上介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、工作原理,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分功能的方案和系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)。然后從硬件和軟件兩個(gè)方面詳細(xì)介紹了系統(tǒng)具體的實(shí)現(xiàn)方法。在硬件設(shè)計(jì)

3、上,用philips公司增強(qiáng)型89c51單片機(jī)最小系統(tǒng)及外圍電路、光電耦合器、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號調(diào)理電路、脫扣電路等構(gòu)成了微控器。微控器主要對通信信號進(jìn)行分析,并發(fā)出延時(shí)或跳閘控制信號。并且設(shè)計(jì)了 CAN通信接口電路用于各個(gè)微控器和監(jiān)控主機(jī)通過CAN總線進(jìn)行通信,采用微控器的89c51單片機(jī)最小系統(tǒng)同時(shí)作為CAN總線的接口控制電路的微處理器,CAN通信控制器采用 SJA1000,CAN總線收發(fā)器采用PCA82C250。在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中

4、,為了使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn),且方便軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試,監(jiān)控主機(jī)仍選用了89C51單片機(jī),且上面集成了74HC595芯片驅(qū)動的 LED數(shù)碼管和 HE1205B型的電磁式蜂鳴器構(gòu)成了報(bào)警顯示子系統(tǒng)。在軟件設(shè)計(jì)上,根據(jù) CAN2.0B規(guī)范,采用了“ID+命令+數(shù)據(jù)”形式的通信協(xié)議設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的通信應(yīng)用層協(xié)議,并且采用51匯編語言完成了CAN通信節(jié)點(diǎn)的收發(fā)程序,報(bào)警顯示程序和系統(tǒng)的主程序的設(shè)計(jì)。最后搭建了模擬實(shí)驗(yàn)平臺對系統(tǒng)進(jìn)行了硬件調(diào)試、CAN節(jié)點(diǎn)自