基于arm的汽轮机监视保护系统设计与实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于ARM的汽轮机监视保护系统设计与实现姓名：刘美红申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：方安平20050501摘要随着国民经济的发展，工业用电量日趋紧张。火力发电厂发展迅猛，各种汽轮机发电机组需要一整套准确、高可靠的监视保护系统，为汽轮机的安全运行提供保障。目前国内的汽轮机监视保护系统(TSI)大多采用8位单片机作为微控制器，有的甚至仅仅使用模拟电路实现监视、保护功能。这些产品技术单一、操作复杂，在精确度、可靠性、智能化、网络化等方面存在很大缺陷；因此在国内开发一套精确测量、运行可靠、管理便捷的汽轮机监视保护

2、系统非常必要。本设计正是为发电厂开发的集嵌入式技术，通讯技术、数据库技术于一身的汽轮机监视保护系统。系统由硬件与软件两部分组成，硬件部分由32位嵌入式微控制器S3C44BOX，LCD和触摸屏组成的管理／显示模块和以微控制器LPC2104为基础的高可靠性的组合式智能数据采集模块组成，它们对现场传输来的信号进行采集并进行相应的数据分析处理；软件部分由下位机软件和上位机组态软件组成。下位机软件主要是嵌入式操作系统及相应的应用程序，它们按一定的调度算法合理的分配使用系统资源，完成数据采集、处理、通讯功能，达到实时性，可靠性的系统要求；上位机组态软件自动

3、侦测、报告系统中设备的状态，接收下位机上传的数据，并对下位机进行参数设置组态。本文以目前国内外汽轮机监控系统的最新技术为参考，在总结国内外汽轮机监控系统利弊的基础上，提出并实现了一种基于ARM内核的嵌入式微处理器和嵌入式实时操作系统的汽轮机监视保护系统；文中详细介绍了该系统硬件设计原理与结构及其优点，并给出了相应的硬件原理图；着重分析了基于速率单调算法的uCLJnUX实时内核进程调度设计及基于细粒度定时器的MODBUS协议实现；文中对本系统下位机软件的主要内容，如实时操作系统平台构建、嵌入式构件设计、触摸屏驱动等设计的算法与实现，作了系统、细致

4、的论述，并给出了部分源代码。最后总结了系统设计中的心得体会，并提出了本系统设计若干有待进一步深入研究和探索的问题。本论文研究的汽轮机监视保护系统具有实时监控能力强、稳定性好、智能化程度高、操作方便等优点。目前，该系统在国内处于领先水平，在实际应用中受到用户好评。关键字：嵌入式操作系统，ARM，TSI，Modbus协议，构件IAbstractWiththedevelopmentofnationaleconomy，theneedofindustrialelectricitybecomesmoreandmorecritical．Aserialoftu

5、rbinesupervisoryinstmment(TSl)whichisaccurateandreliableispressingfortheelectrical—machinegroupofstreamturbine，whilethefire—powerplantgrowrapidly．Itcanprovidethemalfunctionforecastforthesecurerunofstreamturbine．TodaytheMCUofTSIofinlandisonly8-bitsinglechip，someeventheanalogc

6、ircuit，whichisweakinaccuracy，reliability，intelligence．SonewTSlwhichisaccurate，reliable，convenientisexpected．TheTSIisjustforthepowerplant，whichincludestheembeddedtechnology、communicationtechnologyandDBtechnology．Itconsistsofthehardwareandthesoftware．Theformeristhetoucher-disp

7、laymodulebasedon32bit—S3C44BOXandthehJ蜘securecombinedmetersbasedontheMCUofLPC2104，whichgatherthesignalfromthelocal，whileanalyzinganddealingwiththedata：thelattercomprisestheembeddedoperationsystemwhichreasonablyallotsandadministerstheresourcebasedononearithmeticintheneedofRTa

8、ndreliableandtheconfigurationsoftware．Theconfigurablesoftwarenotonlycallset