基于DSP的真空断路器机械参数检测系统的设计.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 1 基于DSP的真空断路器机械参数检测系统的设计 张永奎 (河北工业大学，天津300130) 摘要：设计了一个真空断路器机械参数检测系统并对其进行了分析。该系统以数字信号处理器TMS320F2812DSP为核心，配合相应的外围电路对真空断路器的机械参数进行了测试。并给出了该测试系统的总体结构框图及各接口电路。采用CAN串行总线与上位机进行通信，并在上位机计算和显示了相应的机械参数。 关键词：真空断路器；数字信号处理器；机械参数 中图分类号：TM 561 文献标识码：B 文章编号： Design of Vacuum Circuit Breaker Mechanical Parameters Testing System Based on DSP Zhang Yongkui (Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China) Abstract A testing system of mechanical parameters for vacumm circuit breaker was designed and analyzed.The system made the digital signal processor TMS320F2812 as the core,with the corresponding circuits and testing the vacuum circuit breaker mechanical parameters.Overall structure diagram and the interface circuit of the mechanical testing system were expounded.This system adopted CAN serial bus to communicate with the PC.The PC calculated and displayed the corresponding mechanical parameters. Key words vacuum circuit breaker; digital signal processor; mechanical parameters 0 引言 断路器是电力系统中的重要设备。真空断路器以其具有较长的电寿命、机械寿命、开断绝缘能力强、连续开断能力强、体积小、重量轻、可频繁操作、免除火灾、运行维护少、故障率低等优点，目前在国内外都在大量开发和使用，多年来在中压开关领域保持领先地位。断路器性能的可靠性直接关系到电力系统的可靠运行，而真空断路器的可靠性在很大程度上取决于其机械操动系统的可靠性[1]。因此对真空断路器的机械参数进行监测是非常重要的，也是保证电力系统安全运行的重要措施。 1 系统总体结构 真空断路器机械特性检测系统的设计应用了许多关键性技术，主要包括传感器技术、计算机技术、电磁兼容技术、设备长期工作可靠性技术和信号的处理技术等。本检测系统分为下位机、上位机两个部分，可同时检测多台真空断路器,其拓扑结构如图1所示。 图1 检测系统总体结构框图 下位机是独立设计的以TMS320F2812DSP为核心处理器的真空断路器机械特性检测模块。上位机采用PC机作为整个系统的高层管理设备，通过VC++编程软件编制上位机处理控制程序，结合微软Access数据库，完成断路器机械特性参数和相关曲线的计算和显示等功能。上位机和下位机之间采用工业现场总线CAN-bus实现实时高速传输。 2 系统硬件设计 硬件电路的设计应当围绕着系统功能的要求进行。本系统的硬件总体结构如图2所示。TMS320F2812DSP控制器通过各种传感器采集电压和电流信号，由DSP片内自带的AD模块进行模数转换。DSP根据采集到的各种信号，计算出高压真空断路器的合、分闸时间、合、分闸平均速度、行程等机械特性参数，在现场液晶模块上实时双屏循环显示，并通过CAN总线将数据传送至上位机。从而对真空断路器的状态做出正确的判断。 位移 位移 信号 电流信号 开关量信号 信号调理 电路 液晶显示 IS61LV25616A L存储器 电源模块 CAN PC机 机PC机 JTAG接口 JTAG接口 时钟模块 TMS320F2812DSP TMS320F2812DSP 图2系统硬件总体结构框图 2.1 微处理器 DSP是一种适合数字信号处理的高性能微处理器，它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度远远超过通用微处理器。在微电子技术发展的带动下，DSP芯片的功能日益强大，性能价格比不断提高，开发环境日臻完善，应用领域也在不断扩大。 本文选用的TMS320F2