3 σχεδιασμό λογισμικού συστήματος
3.1 Διαδικασίες παρακολούθησης
Στην έξυπνη διάταξη προστασίας κινητήρα, η μονάδα MCU εκτελεί μόνο δειγματοληψία, υπολογισμό και ανάλυση ρεύματος και τάσης για την πραγματοποίηση διαφόρων λειτουργιών προστασίας και εμφανίζει τις παραμέτρους της γραμμής και καταγράφει την κατάσταση σφάλματος σε πραγματικό χρόνο.
Στο λογισμικό του συστήματος, το παγκόσμιο λογισμικό παρακολούθησης χρησιμοποιείται για να ανιχνεύει κυκλικά την κατάσταση της υπορουτίνας κάθε μονάδας, συμπεριλαμβανομένης της δειγματοληψίας δεδομένων του μετατροπέα αναλογικού προς ψηφιακό, να υπολογίζει τα δεδομένα μετά την ολοκλήρωση της απόκτησης δεδομένων και στη συνέχεια να συνδυάζει τη στρατηγική προστασίας ανάλογα με το αποτέλεσμα υπολογισμού και τις προκαθορισμένες παραμέτρους του κινητήρα. Προσδιορίστε την τρέχουσα κατάσταση του κινητήρα. Τέλος, οι αντίστοιχες πληροφορίες κατάστασης και οι λειτουργίες ελέγχου εκδίδονται μέσω της οθόνης LCD και της διεπαφής ελέγχου εξόδου.
3.2 Διαμόρφωση και χρήση ADC
Εφόσον ο προστατευτικός μηχανισμός συλλέγει την τάση και το ρεύμα συχνότητας 50Hz και για να είναι σε θέση να παρακολουθεί τα υψηλότερα αρμονικά συστατικά στο ηλεκτρικό δίκτυο (κυρίως την τρίτη αρμονική), η συχνότητα δειγματοληψίας του ADC πρέπει να οριστεί σε ακέραιο πολλαπλάσιο της συχνότητας ισχύος. Αυτό οδηγεί στην ακριβέστερη ακρίβεια κατά τη δειγματοληψία των λειτουργιών Fast Fourier (FFT). Ταυτόχρονα, όταν τα δεδομένα λαμβάνονται από δειγματοληψία, καθώς η ισχύς υπολογισμού απαιτεί ταυτόχρονη απόκτηση τιμών τάσης και ρεύματος στο σχεδιασμό του συστήματος, οι τριφασικές παράμετροι αντιστοιχίζονται αντίστοιχα σε δύο αναλογικούς σε ψηφιακούς μετατροπείς και η θερμοκρασία τοποθετείται στην τρίτη αναλογική προς ψηφιακή μετατροπή. Συσκευή. Όλες οι αναλογικές προς ψηφιακές μετατροπές ενεργοποιούνται από μια εσωτερική διακοπή χρονοδιακόπτη.
Για την απόκτηση τάσης και ρεύματος, το σύστημα χρησιμοποιεί συγχρονισμένο modulo δειγματοληψίας, δηλαδή συλλέγει ταυτόχρονα τις τιμές τάσης και ρεύματος του ίδιου καναλιού. ταυτόχρονα, στον καταχωρητή διαμόρφωσης του καναλιού δειγματοληψίας, διατεταγμένα διαδοχικά τρία κανάλια ρεύματος τάσης, έτσι ώστε κάτω από μία σκανδάλη χρονισμού, να ολοκληρωθεί η μετατροπή όλων των καναλιών ταυτόχρονα.
Δεδομένου ότι ο FFT απαιτεί ένα σύνολο δεδομένων για τον υπολογισμό, ο σχεδιασμός του συστήματος χρησιμοποιεί DMA για να ολοκληρώσει τη μεταφορά των αποτελεσμάτων μετατροπής για ελάχιστη παρέμβαση CPU. Κατά τον προγραμματισμό, είναι απαραίτητο να ορίσετε δύο περιοχές αποθήκευσης δεδομένων για την εναλλακτική αποθήκευση των δειγματοληπτικών δεδομένων. ταυτόχρονα, η προκαθορισμένη τιμή του αριθμού ψηφιολέξεων της μεταφοράς DMA είναι το μήκος της συστοιχίας μετασχηματισμού Fourier πολλαπλασιασμένο με τον αριθμό των καναλιών που αποκτήθηκαν.
3.3 Απομακρυσμένη επικοινωνία
Ο προστατευτικός μηχανισμός είναι σχεδιασμένος ως υποτελής μονάδα MODBUS. Όλες οι καταστάσεις λειτουργίας του κινητήρα, οι καταστάσεις ελέγχου και άλλες παράμετροι τοποθετούνται στο μητρώο της συμφωνηθείσας διεύθυνσης του συστήματος. Ταυτόχρονα, ο υποτελής μονάδα MODBUS χρειάζεται να προκαθορίσει μια μοναδική διεύθυνση slave στο δίκτυο για κάθε ελεγκτή κινητήρα, γι 'αυτό και είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε το κουμπί και την οθόνη LCD για να ρυθμίσετε τη διεύθυνση slave.
4. Συμπέρασμα
Αυτό το έγγραφο προτείνει ένα νέο έξυπνο προστατευτικό κινητήρα με βάση τη σειρά STM32. Αυτός ο σχεδιασμός κάνει πλήρη χρήση των πόρων του τσιπ STM32 και παρέχει τα απαραίτητα περιφερειακά στοιχεία για να σχηματίσει ένα πλήρες σύστημα. Η πρακτική εφαρμογή αποδεικνύει ότι το σύστημα αυτό μπορεί να προστατεύσει αποτελεσματικά τον κινητήρα και έχει τα πλεονεκτήματα της απλής δομής, της τέλειας λειτουργίας και της πλούσιας διεπαφής. Μπορεί επίσης να αναπτύξει διασυνδέσεις όπως USB και CAN ανοιχτές ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες, ώστε αυτό το σύστημα να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρύτερα στη βιομηχανική παραγωγή. κάθε πεδίο.
