隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術以及網(wǎng)絡技術的高度發(fā)展及其在電子測控技術與儀器上的應用,新的測控理論、方法、測控領域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷的出現(xiàn),在許多方面已經(jīng)沖破儀器的概念,電子測控儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。在這種背景下,八十年代末美國成功開發(fā)了圖形化的計算機語言LabVIEW。 LabVIEW是美國NI公司實現(xiàn)虛擬儀器(VirtualInstrument-Ⅵ)技術的G語言。圖形化編程開發(fā)平臺的特點是基于通用計算機等標準軟硬件資源平臺,實現(xiàn)構(gòu)建靈活、層次體系明晰、功能強大且人機界面友好的測控系統(tǒng),因此在國內(nèi)外許多測控應用中被廣泛采用,但目前用LabVIEW實現(xiàn)的應用大多是基于單機運行的LabVIEW虛擬儀器程序。 本論文介紹了小型電站中多個任務的實時測控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將人機交互、數(shù)據(jù)采集等任務和控制任務分別交由測試計算機和控制計算機完成。該測控系統(tǒng)計算機應用軟件是在LabVIEW平臺上開發(fā),實現(xiàn)了友好的人機交互,簡單直觀的現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)控,安全可靠的故障處理措施等功能。這個實時系統(tǒng)對電機的多個開關量、模擬量、溫度信號、直流電動機和步進電動機等進行實時的數(shù)據(jù)采集和控制。 本設計通過基于優(yōu)先級的設置和執(zhí)行系統(tǒng)的選擇,結(jié)合固定時間間隔調(diào)度和事件驅(qū)動機制,提出了基于LabVIEW平臺測控系統(tǒng)的兩級多任務調(diào)度策略。這些設計方案大大提高了測控系統(tǒng)的性能。按照軟件工程學的觀點對實時多任務測控系統(tǒng)進行了方案設計;開發(fā)了操作簡單、界面友好、通用化程度高的測控系統(tǒng)。 本論文較全面系統(tǒng)深入地研究了LabVIEW的網(wǎng)絡化功能。系統(tǒng)分析了LabVIEW的TCP/IP、DataSocket和RemotePanels三種網(wǎng)絡通信機制,詳細討論了每種機制的原理及功能特點,并設計了相應的LabVIEW程序。實現(xiàn)了基于局域網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)通信和遠程控制。 此外,為了結(jié)果查詢和數(shù)據(jù)分析,本課題還設計了用LabVIEW開發(fā)的數(shù)據(jù)庫。
上傳時間: 2013-05-15
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隨著采煤自動化技術的發(fā)展,對煤礦井下供電系統(tǒng)可靠性、安全性和連續(xù)性的要求越來越高的要求,因此對礦用隔爆型高壓開關智能綜合保護系統(tǒng)的研究具有重要的理論和應用價值。隨著微機保護的發(fā)展,一些新的保護原理和方案,受到越來越多的關注,并逐步得到實際應用。然而這些新方法在改善保護性能的同時也對微機保護裝置的計算精度、速度和尋址空間等提出了更高的要求,因而也對構(gòu)成微機保護裝置的硬件平臺提出了更高的要求。針對以上問題本文提出了一種新的微機保護設計方案,設計了一種基于DSP 和單片機雙CPU 結(jié)構(gòu)的微機保護系統(tǒng),并應用于高壓開關裝置當中DSP 作為主CPU 芯片主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和保護等功能,8051 作為從CPU 主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機對話功能。此雙核結(jié)構(gòu)具有并行工作,分工明確的優(yōu)點,既保證了繼電保護的速動性,選擇性、靈敏性和可靠性,又實現(xiàn)了實施測量的高精度。 本文首先根據(jù)礦井高壓電網(wǎng)的實際情況,從理論上分析了礦井高壓電網(wǎng)常見故障的電氣特征,并參照相關標準制定了相應的保護原理和動作指標,尤其是針對礦井供電系統(tǒng)中普遍采用中性點不接地的情況,采用了“基于零序功率方向型”的選擇性漏電保護原理。然后分析了交流采樣、直流采樣方法的優(yōu)缺點,確定了高壓防爆開關保護系統(tǒng)的采樣方式。 保護系統(tǒng)的硬件是實現(xiàn)保護原理的平臺,其穩(wěn)定性和可靠性直接影響到保護功能的實現(xiàn)。本微機保護系統(tǒng)是基于DSP 和單片機的雙CPU 微機線路綜合保護測控裝置,DSP 的采用大大提高了保護裝置的數(shù)據(jù)處理速度,雙CPU 結(jié)構(gòu)大大提高了裝置的可靠性。另外,該裝置不僅可以完成繼電保護功能,而且緊隨當前電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的需要,還可以完成測量、控制、數(shù)據(jù)通訊的功能,亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通訊一體化。
標簽: 隔爆型 保護系統(tǒng) 高壓開關
上傳時間: 2013-05-17
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傳統(tǒng)污水系統(tǒng)采用繼電器調(diào)節(jié)控制,容易漂移,且不能智能化,無法保證泵站及時可靠運行。而以單片機為基礎的微型控制機抗干擾能力差,工作期間調(diào)整點不穩(wěn)定,系統(tǒng)容易死機,需要經(jīng)常到現(xiàn)場服務調(diào)節(jié),無法及時準確掌握污水泵站的運行狀態(tài)。采用可編程控制器控制,系統(tǒng)運行可靠,基本可以做到免維護調(diào)整。 本文針對污水泵站的性能要求和PLC的技術特點,研究了基于DCS測控系統(tǒng)的控制與管理。該系統(tǒng)是以SIEMENS公司的S7-200系列小型PLC作遠程終端,以工業(yè)PC機作上位機的主從式一點對多點監(jiān)控網(wǎng)絡。工業(yè)PC機安裝在污水處理廠的中央控制室,既是泵站PLC的上位機,又是處理廠微機局域網(wǎng)的一個工作站,通過自定義無線通訊模塊與各泵站實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,并通過時間和事件觸發(fā),計算出最佳的平衡水量和各泵站調(diào)度水量。下位機PLC安裝在泵站,根據(jù)上位機的指令控制泵站的水泵和閥門,組成本地數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。根據(jù)給定的調(diào)度水量,調(diào)整開啟的水泵臺數(shù)和工作時間,達到調(diào)度水量的目的。 污水泵站管理系統(tǒng)中泵站地理位置分散,處理廠集中進行數(shù)據(jù)處理、監(jiān)視。這一特點與DCS系統(tǒng)功能相吻合。從這一意義上來講,集散控制系統(tǒng)能較好地適應本系統(tǒng),同時還可以滿足在中心控制室集中顯示、打印、控制各系統(tǒng)的運行狀態(tài)和參數(shù)的要求。系統(tǒng)統(tǒng)一設計,使其功能合理分配到各子系統(tǒng)中。避免了功能重復及各系統(tǒng)間的不兼容,這樣使得系統(tǒng)維護方便,減少了備品備件。給整個泵站運行管理帶來了方便,提高了運行效率,同時也提高了管理效率,減少了泵站現(xiàn)場管理人員,降低了人力資源成本,也大大降低了因為人工管理造成的疏漏,提高了系統(tǒng)的可靠性。
上傳時間: 2013-08-05
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選相控制開關又稱同步開關或相控開關,其實質(zhì)就是控制開關在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動消除開關過程所產(chǎn)生的涌流和過電壓等電磁暫態(tài)效應,提高開關的開斷能力。本論文以電力系統(tǒng)的無功補償為背景,分析了隨機投切電容器組的暫態(tài)過程所帶來的各種危害,從而提出選相投切技術;本文以真空開關選相投切電容器組為研究對象,著重介紹了電容器組選相投切技術的相關理論,給出了電容器組選相投切的控制策略,為同步開關選相控制器的設計提供了理論依據(jù)。 雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、動作穩(wěn)定可靠,其出力特性能與真空開關良好匹配,在中壓領域得到越來越廣泛的應用。相控真空開關采用三相獨立操動的雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu),其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲能大容量電容器,通過多次的測試結(jié)果表明雙穩(wěn)態(tài)永磁機能很好地滿足相控開關的要求,是相控開關的理想選擇。 IPM(智能功率模塊)作為一種新型的大功率開關器件,以其設計簡單(內(nèi)置驅(qū)動和保護電路),低功耗,開關速度快等特點成為越來越多設計者的首選,得到了越來越廣泛的應用。本文討論了IPM在選相投切電容器組中的相關邏輯控制策略,光耦隔離驅(qū)動,IPM過流、過熱相關保護等內(nèi)容,設計了以DSP(TMS320LF2407A)為核心的永磁機構(gòu)同步控制系統(tǒng),實時采集電網(wǎng)信號,經(jīng)過FIR數(shù)字濾波提取零點,通過IPM控制大容量電容器放電來驅(qū)動永磁機構(gòu),實現(xiàn)斷路器在期望相位上分斷或關合以減小暫態(tài)沖擊,并保證儲能電容器的一次儲能完成一次完整的O-C-O操作。 通過相關試驗測試,表明本系統(tǒng)已經(jīng)初步達到了設計所要達到的預期效果,為以后的研究以及同步控制控制系統(tǒng)的完善和優(yōu)化提供了有益的經(jīng)驗和參考。
標簽: 并聯(lián)電容器組 相控 技術研究
上傳時間: 2013-04-24
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本文對高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關電源進行了研究。文章詳細分析了高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關電源的工作原理,并提出了主電路和控制電路的詳細設計方案。在此基礎上,完成了整個系統(tǒng)的硬件電路設計和軟件程序的編制,并對電源裝置的硬件和軟件進行了調(diào)試和修改。在分析原理的基礎上,本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環(huán)節(jié)對該系統(tǒng)的主電路進行了闡述,同時探討了該電源系統(tǒng)實現(xiàn)大容量的解決方案,即采用多個電源模塊并聯(lián)運行。本文還探討了多個電源模塊并聯(lián)運行時的自動均流技術,并詳細介紹了基于平均值的自動均流電路。在電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)上,詳細分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制電路。本文研制的直流開關電源具有輸出電壓可調(diào)、輸出電流大、紋波小等特點,而且還具有換檔、遠程控制等功能。它主要用于各種直流電機性能測試,實驗結(jié)果表明它基本達到設計要求,從而驗證了理論分析的正確性,具有廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-07-31
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繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要裝置之一,近幾年來,隨著變電站綜合自動化技術的發(fā)展及其在全國變電站的推廣,研究和開發(fā)集保護、測量、控制和通訊于一體的微機測控保護裝置已成為各國電力部門的普遍要求。 本文首先對研究丌發(fā)的35kV線路微機測控保護裝置的軟硬件做了簡述,介紹了本裝置所采用的保護算法,并給出了保護的流程圖和邏輯框圖。隨后介紹了我國變電站自動化通信系統(tǒng)中正在應用的幾種常用電力遠動規(guī)約,詳細介紹了目前使用比較廣泛的繼電保護通信規(guī)約IEC 60870-5-103,對規(guī)約的應用層功能、鏈路傳輸規(guī)則、103規(guī)約三層參考模型及通訊幀格式進行了詳細的分析,并給出了103規(guī)約在35kV線路微機測控保護裝置上的實現(xiàn),上位機軟件基于Visual C++6.0編程,采用SQLServer作為數(shù)據(jù)庫服務器軟件。 最后,本文對裝置進行了專業(yè)測試,測試結(jié)果表明,本裝置能實現(xiàn)基本的保護功能以及實現(xiàn)遙控、遙信、遙測等通信功能,與傳統(tǒng)微機保護裝置相對比本裝置具有測量精度高、動作迅速可靠、可以進行遠程通信等優(yōu)點。
上傳時間: 2013-04-24
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能源和環(huán)境的雙重壓力、電子技術與控制理論的飛速發(fā)展使得柴油機控制能夠采用電子控制技術,并成為柴油機控制的研究熱點。本文針對我國內(nèi)燃機車牽引用的柴油機(12V240ZJ6E),主要研究其電控單體泵的電子控制技術。實現(xiàn)了電控單體泵在實驗臺上的電子控制,為最終降低內(nèi)燃機車柴油機在輕載工況下的燃油消耗率并改善其排放打下基礎。在以下三方面展開研究工作: 首先,根據(jù)柴油機的燃油噴射原理,深入研究高壓燃油在泵-管-嘴系統(tǒng)中的傳遞規(guī)律,分析燃油噴射系統(tǒng)的各種電子控制方式,結(jié)合我國內(nèi)燃機車柴油機改造的現(xiàn)狀并參考國內(nèi)外應用實例,確定采用“電控單體泵系統(tǒng)”方案。針對性地分析電控單體泵的特性,總結(jié)出電控單體泵的控制規(guī)律。 其次,設計電控單體泵的高速大流量電磁閥驅(qū)動模塊,其性能直接影響電磁閥的響應特性。通過計算和試驗對比的方法獲得不同驅(qū)動電壓、不同續(xù)流回路情況時的動態(tài)響應,找出最優(yōu)電路參數(shù)和控制參數(shù)。用于多缸柴油機的驅(qū)動模塊可以修正各單體泵噴油特性的差異。 第三,設計凸輪軸轉(zhuǎn)速的測量模塊。采集安裝于凸輪軸上的測速齒輪的脈沖信號,計算凸輪軸的瞬時轉(zhuǎn)速和相位,并對瞬時轉(zhuǎn)速進行預測,為查找脈譜表以確定噴油定時和噴油量奠定基礎。凸輪軸轉(zhuǎn)速的預測方法為“相鄰區(qū)間+自適應參數(shù)修正”。 最后,設計控制電路,以數(shù)字信號處理器為主控芯片。在數(shù)字信號處理器中完成柴油機的轉(zhuǎn)速測量和電磁閥驅(qū)動脈沖生成。由于內(nèi)燃機車上的電磁環(huán)境比較惡劣,采用了抗干擾措施。 通過上述工作,掌握了電控單體泵系統(tǒng)的基本特性,完成了電子控制單元主要電路的設計,并實現(xiàn)凸輪軸的測速和電磁閥的控制。電子控制單元在電控單體泵試驗臺上進行了試驗。結(jié)果表明,測速準確、電磁閥驅(qū)動及其控制方式合理,為后續(xù)工作打下良好的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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時鐘日歷芯片PCF8563的應用程序(C語言)。
上傳時間: 2013-07-25
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隨著微電子和計算機技術的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的金屬探測系統(tǒng)也正向著新的方向進行快速更新和發(fā)展。金屬探測器最初主要應用于工礦探測和軍用探雷,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用于旅行安檢以及食品、紡織、木材、玩具、藥品等生產(chǎn)加工行業(yè)的質(zhì)量安全檢測。在科學技術不斷進步及金屬探測器在社會生活中的作用不斷凸現(xiàn)的時代背景下,怎樣提升和完善金屬探測儀器的性能,已經(jīng)成為本領域一個亟待解決的課題。 本課題的目的是設計一種雙頻率工作的數(shù)字式金屬探測系統(tǒng),可以同時以較高的精度檢測到鐵磁性和非鐵磁性金屬,從工作模式上徹底改變普通金屬探測器檢測種類單一和精度不高的現(xiàn)狀。該檢測系統(tǒng)采用多通道同步數(shù)字頻率合成(DDS)技術產(chǎn)生正弦信號源,通過電渦流傳感器檢測金屬異物。系統(tǒng)以TMS320LF2407為數(shù)據(jù)處理中心,利用自學習算法來實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的自動調(diào)整,并設計了良好的人機對話界面,提高金屬探測器的可讀性和可操作性。 本文從金屬檢測的理論分析和雙頻金屬探測器的設計兩個方面做了具體闡述。理論分析部分從電磁場的角度論述了金屬物質(zhì)的幅度和相位特性,并得出了檢測頻率與不同金屬的檢測靈敏度存在相關性的結(jié)論。文中把系統(tǒng)設計分為三大部分:檢測系統(tǒng)的工作原理和總體構(gòu)造、系統(tǒng)硬件設計、系統(tǒng)軟件設計。第一部分主要闡述了整個系統(tǒng)的工作原理以及實現(xiàn)方案;硬件設計部分從檢測電路和控制電路兩個方面入手,詳細敘述了發(fā)射、接收、解調(diào)電路以及電渦流傳感器的設計過程,并著重介紹了DSP、單片機等主要芯片的接口電路設計,包括基于RS-485的SCI串口通信的硬件電路設計;軟件設計部分主要闡述了在CCS、u-Visin集成環(huán)境下DSP系統(tǒng)和人機對話系統(tǒng)的程序流程,并敘述了系統(tǒng)自學習方法的實現(xiàn)過程,最后著重分析了SCI串口通信的軟件實現(xiàn)方法。 文中最后整理了系統(tǒng)測試的實驗結(jié)果。通過實驗分析可知,采用雙頻工作的金屬探測器對鐵磁性和非鐵磁性金屬都有較高的檢測精度。整個系統(tǒng)的可讀性與可操作性較好,易于擴展升級、性價比高,具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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燃料電池電動汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數(shù)指標中溫度參數(shù)是一個尤為重要的參數(shù)。如何對DC/DC變換器內(nèi)部多點溫度參數(shù)進行實時監(jiān)測從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數(shù)就成為本課題的直接來源和選題依據(jù)。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴展以及抗干擾能力強等其它總線無法比擬的優(yōu)點。如今USB已經(jīng)成為PC上的標準接口,并迅速占領了計算機中、低速外設的市場。而且隨著計算機功能的不斷強大,虛擬儀器技術也在不斷發(fā)展。它代表了測量與控制技術的未來發(fā)展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術和虛擬儀器技術應用到測量系統(tǒng)中,充分利用實驗室現(xiàn)有的資源,設計一個基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測試儀。 在了解DC/DC變換器內(nèi)部主電路的拓撲結(jié)構(gòu)的基礎上,考慮測試系統(tǒng)抗干擾技術,選用擴展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測電路原理圖與印刷電路板設計。在學習USB協(xié)議和電子芯片數(shù)據(jù)手冊的基礎上編寫了測試儀的下位機固件程序。通過LabVIEW中的NI—VISA開發(fā)驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)上位機與USB設備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺中編寫用戶界面并建立合理的報表生成系統(tǒng),有效存儲數(shù)據(jù)提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環(huán)境下通過NI—VISA開發(fā)能驅(qū)動用戶USB系統(tǒng)應用程序,完全避開了以前開發(fā)USB驅(qū)動程序的復雜性,大大縮短了開發(fā)周期,節(jié)省了開發(fā)成本。設計完畢后對系統(tǒng)進行了軟硬件聯(lián)調(diào),通道標定和現(xiàn)場試驗,并進行了精度分析。實驗結(jié)果表明課題在這一研究過程中取得了預期的良好結(jié)果。
上傳時間: 2013-06-07
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