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基于现场总线的电机智能控制器的研究与开发

作　者: 高大朋
导　师: 白焰
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 电机控制器 CAN CANopen CANopen Safety
分类号: TM571
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 68次
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内容摘要

交流异步电机由于其结构简单,价格低廉等优点在工业、农业等领域中广泛应用。在生产生活过程中会经常出现因电机的各种故障而引起的电机烧毁事故,对电机进行合理的控制和保护,十分必要。本课题在分析和对比了三相交流电动机各种起动停止方式以及故障情况下各种电气量与故障原因之间相互关系的基础上,设计了一种以飞思卡尔公司的16位单片机为核心的高性能全数字化的交流电机控制器,通过该控制器可以实现以多种方式起动电机,并实现了基于电流的正序、负序和零序电流分量的电动机保护策略,通过该电机控制器可以实施对电机运行过程中对电机各项指标的监控和保护。此外,本文还详细分析了CAN、CANopen协议,在此基础上分析了应用于安全相关领域的CANopen Safety协议。出于对复杂多变的工业环境中数据传输可靠性方面的考虑,在本智能控制器上实现了CANopen Safety协议,确保了各项电机数据的安全传输。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 电动机保护的发展历程  9-10
  1.3 国内外目前和未来的研究方向  10-11
  1.4 本文的主要研究内容  11-13
第2章现场总线技术概述  13-22
  2.1 几种重要的现场总线  13-15
  2.2 CANopen协议  15-18
    2.2.1 CANopen协议  15-17
    2.2.2 CAN以及CANopen的失效机制  17-18
  2.3 CANopen Safety协议  18-22
第3章三相交流电动机的综合控制与保护原理  22-33
  3.1 三相交流电动机的控制  22-26
    3.1.1 直接起动  22-23
    3.1.2 可逆起动  23-24
    3.1.3 星三角起动  24-25
    3.1.4 自耦变压器起动  25-26
  3.2 三相交流电动机的保护  26-33
    3.2.1 对称故障的判定依据  27-28
    3.2.2 非对称故障的判定依据  28-33
第4章电机智能控制器的硬件设计  33-46
  4.1 数据采集单元的硬件设计  33-39
    4.1.1 AT73C501芯片  34-36
    4.1.2 AT73C500芯片  36-37
    4.1.3 基于AT73C501和AT73C500芯片的数据采集单元的设计  37-39
  4.2 微处理器芯片MC9S12DG128  39-40
  4.3 开关量输入和开关量输出  40-42
  4.4 供电电源模块设计  42
  4.5 通信模块的设计  42-44
    4.5.1 CSC01芯片  42-44
    4.5.2 通信模块的硬件设计  44
  4.6 抗干扰措施  44-46
第5章电机智能控制器的软件设计  46-55
  5.1 软件开发过程中的模块化设计  46
  5.2 嵌入式编程语言---C  46-47
  5.3 软件开发环境  47-49
  5.4 系统初始化以及主程序的设计  49-55
第6章结束语  55-57
  6.1 本文的主要工作  55
  6.2 未来与展望  55-57
参考文献  57-59
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  59-60
致谢  60

基于现场总线的电机智能控制器的研究与开发

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