学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于Modbus总线的智能断路器演示平台设计与实现

作　者: 曾哲
导　师: 戴瑜兴
学　校: 湖南大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 智能断路器演示平台智能控制器通信模块 Modbus总线三段保护
分类号: TM561
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 168次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载

内容摘要

智能断路器作为智能电网中的基础部件,一直是近几年来低压电器领域的热门研究课题。国内外相关科研院所和企业都加大了对其研发的投入,特别是智能断路器的开发商希望通过开发智能断路器的新产品来提高市场占有率。为充分展示智能断路器产品的主要功能,浙江天正电气集团立项研发智能断路器的演示平台。本文正是针对这一课题要求,设计开发基于Modbus总线的智能断路器的演示平台。(1)经过对国内外低压智能断路器的研究现状和发展趋势的分析,指出智能断路器是未来智能电网中主要的开关电器产品,公司在对智能断路器进行研发的同时,也应该注重对产品的推广和测试,演示平台作为智能断路器推广和测试的媒介,在其中起着至关重要的作用,开发智能断路器的演示平台势在必行。(2)根据企业要求,给出了演示平台的两种总体设计方案,通过比较后选出了性能更好,模拟性更佳的方案。采用了模块化的设计思想,将平台分成五部分进行设计,给出整个系统的原理图,详细论述了智能控制器模块、通信模块、信号模拟器、操作台模块以及电流及时间显示模块的硬件组成原理和设计实现方法。(3)在硬件平台的基础上,设计开发了演示平台各模块的软件,针对设计中的难点,给出了解决与实现方法,软件采用模块化和状态机的设计思想,有效地提高了软件系统的灵活性和可移植性。(4)根据设计的各个模块,搭建了演示平台系统,在此基础上对断路器的基本保护功能进行了测试,并将演示平台通过通信模块同上位机相连,利用上位机对断路器进行了测控演示。通过最终的运行结果表明,所设计的演示平台能实现智能断路器三段保护的基本功能的演示,能通过上位机对智能断路器进行电流监测和参数修改及分合闸控制,完成通信功能的演示,整个系统运行稳定可靠,达到了预期的设计目标。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-15
  1.1 选题背景  11
  1.2 低压智能断路器的国内外研究现状及发展趋势  11-13
  1.3 课题来源及意义  13-14
  1.4 本文主要研究内容  14-15
第2章智能断路器技术基础  15-22
  2.1 智能断路器保护的算法及分析  15-17
  2.2 电器智能化局域网的特点  17-18
    2.2.1 电器智能化局域网的结构特点  17-18
    2.2.2 电器智能化局域网的通信特点  18
  2.3 Modbus总线技术  18-22
    2.3.1 Modbus的网络层次  19
    2.3.2 Modbus串行链路协议  19-21
    2.3.3 Modbus应用协议  21-22
第3章智能断路器演示平台硬件设计与实现  22-35
  3.1 智能断路器演示平台总体设计  22-23
    3.1.1 智能断路器演示平台方案比较  22
    3.1.2 智能断路器演示平台模块结构及功能  22-23
  3.2 智能断路器控制器硬件设计与实现  23-28
    3.2.1 微处理器的选择  24
    3.2.2 控制器电源设计  24-25
    3.2.3 信号采集单元  25-26
    3.2.4 控制输出单元  26-27
    3.2.5 控制器通信接口单元  27-28
  3.3 通信模块硬件设计与实现  28-30
    3.3.1 微处理器的选择  28-29
    3.3.2 通信模块电源设计  29-30
    3.3.3 通信模块通信接口单元  30
  3.4 信号模拟器硬件设计与实现  30-32
    3.4.1 数字电位器选择  30-31
    3.4.2 信号模拟器硬件设计  31-32
  3.5 操作台模块硬件设计与实现  32-34
    3.5.1 液晶显示电路设计  32-33
    3.5.2 PS2键盘电路设计  33-34
  3.6 电流及时间显示硬件设计与实现  34-35
第4章智能断路器演示平台软件设计与实现  35-56
  4.1 智能断路器控制器软件设计与实现  35-37
    4.1.1 信号采集和线性化处理方法  35-36
    4.1.2 三段保护功能的实现  36-37
  4.2 通信模块软件设计与实现  37-44
    4.2.1 通信模块的Modbus协议程序设计  37-43
    4.2.2 通信模块与控制器之间的通讯程序设计  43-44
  4.3 信号模拟器软件设计与实现  44-46
    4.3.1 初始化程序设计  44-45
    4.3.2 数据处理程序设计  45
    4.3.3 数据传送程序设计  45-46
  4.4 操作台软件设计与实现  46-50
    4.4.1 LCM程序设计  46-49
    4.4.2 PS2键盘程序设计  49-50
  4.5 上位机监控软件设计与实现  50-56
    4.5.1 上位机监控软件功能描述  51
    4.5.2 上位机与断路器接口程序实现  51-56
第5章智能断路器演示平台功能测试及结果分析  56-63
  5.1 演示平台搭建  56-57
  5.2 智能断路器保护功能测试  57-60
    5.2.1 反时限特性保护功能测试  57-58
    5.2.2 定时限特性保护功能测试  58-60
  5.3 智能断路器通信功能测试  60-63
总结与展望  63-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
附录A 攻读学位期间发表的论文  69-70
附录B 攻读学位期间参加的科研项目  70-71
附录C 智能控制器模块部分原理图  71-72
附录D 样机视图  72

基于Modbus总线的智能断路器演示平台设计与实现

内容摘要

全文目录

相似论文