变压器智能保护模块的软件设计.ppt

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1、变压器智能保护模块的软件设计制作人赵红亮班级自动化063指导老师梁云朋论文大纲一、系统原理二、主控模块三、电量测量及温度测量模块四、输入输出模块五、反时限过流保护模块一、系统原理1、系统组成模块本设计采用模块设计的设计思想，分为电量测量模块、传感器模块、时钟模块、报警切闸模块、显示模块及键盘模块等系统总体结构图2、系统工作原理过负荷保护功能。当系统检测到变压器的工作电流大于1.1倍其额定电流时，就会启动延时切闸流程,并且记录过负荷时间和原因。油温监控功能。实时检测变压器的工作油温，报警温度定为油温80℃,达到100℃时切闸并记录故障信息。自动重合闸功能。切断负载后计时15秒，如果电流降到额定

2、电流下，自动控制接触器吸合，将负载接到变压器。这时如果负载电流又达到切闸条件（油温高于80C），又要切闸，系统在1分钟内如果出现三次重合闸就会永久切闸，等待人工处理。这种状况说明负载一直处于过载状态且没有减小的趋势。每次切闸要将故障状态、过载电流及油温等写入数据存储器中以备查阅。系统总体流程图二、主控模块设计中选用了ATMEL公司生产的AT89S52单片机作为系统的主控机。AT89S52是一种低功耗、高性能微控制器，具有以下功能特性：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时

3、钟电路。AT89S52的引脚结构三、电量测量及温度测量模块1、电量测量模块电量测量模块采用电量测量芯片ATT7026进行电量测量，能实时测量电流、电压、功率等电量。ATT7026提供一个SPI接口，方便与外部MCU之间进行计量参数以及校表参数的传递。所有计量参数都可以通过SPI接口读出。有效值测量：通过对电流、电压采样值进行平方、开方以及数字滤波等一系列运算得到。电压有效值测量电流有效值测量2、软件较表设计1)、电流增益校正IgainA、IgainB、IgainC在Igain=0时，标准表上读出实际输入电流有效值Ir，通过SPI口读出测量电流有效值寄存器的值为DataI已知：实际输入电流有效

4、值Ir测量电流有效值Ic＝DataI/Igain=Ir/(Ic*)-1如果Igain>=0，则Igain=INT[Igain*]否则Igain<0，则Igain=INT[+Igain*]2232102232242232)电压增益校正UgainA、UgainB、UgainC在Ugain=0时，标准表上读出实际输入电压有效值Ur，通过SPI口读出测量电压有效值寄存器的值为DataU。已知：实际输入电压有效值Ur测量电压有效值Uc＝DataU/计算公式：Ugain=Ur/(Uc*)-1如果Ugain>=0，则Ugain=INT[Ugain*]否则Ugain<0，则Ugain=INT[+Ugain*

5、]2232102232242233、测温系统1）温度读取流程CPU对DS18B20的访问流程是：先对DS18B20初始化，再进行ROM操作命令，最后才能对存储器进行数据操作主机控制DS18B20完成温度转换的过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作DS18B20温度读取流程图2）、软件设计思路a、初始化主机总线t0时刻发送复位脉冲(最短为480us的低电平信号)，接着在tl时刻释放总线并进入接收状态，DSl8B20在检测到总线的上升沿之后等待15～60

6、us，接着DS18B20在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60—240us)b、写时间隙当主机总线t0时刻从高拉至低电平时就产生写时间隙，从t0时刻开始15us之内应将所需写的位送到总线上，DSl8B20在t0后15-60us间对总线采样，若低电平，写入的位是0，见下页图2-10，若高电平，则写入的位是1，见下页图2-11，连续写2位间的间隙应大于1us。写0时序图写1时序图c、读时间隙主机在t0时刻从高拉至低电平时总线只须保持低电平17us，之后在t1时刻将总线拉高产生读时间隙，读时间隙在t1时刻后t2时刻前有效。t2距t0为15us,也就是说t2时刻前主机必须完成读位并在t0后的60us

7、~120us内释放总线。读‘0’，‘1’时序图四、输入输出模块1、液晶显示模块本设计中用到的LCD1602是常用的16字2行的字符型通用液晶模块。本软件编写的总体思路是：在液晶显示器的固定位置显示特定字符，同时把转换后的时钟、温度及电量数据经过查表显示在相应的位置，这样程序可分为时钟显示、温度显示及电量显示几个大模块，具有调用灵活、后期修改方便等特点。液晶显示流程图2、时钟模块本设计采用DS1302时钟芯片实