基于arm处理器矿用馈电开关保护装置研制

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1、煤矿现代化2014年第3期总第120期基于ARM处理器的矿用馈电开关保护装置的研制候利华(霍州煤电集团晋南煤业公司杜家沟煤业，山西河津043300)摘要设计并实现了一个基于ARMCortex—M3处理器为核心的馈电开关保护装置，该保护装置可为低压电网提供安全保障。给出了该保护装置的设计方案，并对其硬件和软件系统的设计做出了详细的阐述。关键词馈电开关；ARM处理器；保护装置中图分类号：TD602文献标志码：B文章编号：1009—0797(2014)03—0086—03我国的馈电开关保护技术起步于上世纪5O年该设计的低压馈电开关保护装置系统总体功能代，经历l

2、_r模仿苏美、西欧等先进国家的产品到自主结构由电源模块、信号预处理模块、通信模块、故障开发、非智能化到智能化的发展历程⋯，馈电开关保保护模块、液晶显示模块等等，具体见图1所示。护装置为井下低压供电提供了有力保障。目前，井下囤国困囤低压馈电开关保护的方法比较多，但其存在的不足遁—图酬l保护瓣接心攥块l卜吨亘亘匿之处便是灵敏度、可靠性和准确性易受到外部条件—廷野受虽墓固匦堕曼}-吨匝雾圉卜-已翘．}的影响，难以适应复杂的井下1二作环境I2I。基于此认蘸懿骚荤_——J秭一———r—一识，考虑到嵌入式应用领域中32位ARM处理器具[亘鼐翻—上■飘嘲有的高性能、低

3、成本和低功耗等优点j，决定将其运图1井下低压馈电开关保护装置系统功能结构图用到低压馈电开关保护中去。2保护装置硬件系统的设计l保护装置系统总体设计考虑到低压馈电保护装置的设计成本和功能需该馈电开关保护装置系统采取芯片为要，决定选用ST公司生产的32位STM32F103RB芯STM32F103RS的32位ARMCortex—M3处理器，系统片，该处理器芯片内嵌有两个l2位模拟／数宁转换硬件是以STM32F103RS芯片为核心的嵌入式硬件器(A／D)。STM32F103RB芯片采用了RISC和半台，并根据保护装置的需要设计了多种功能模块；Thumb一2技术，

4、与单纯ARM相比所需内存降低30％该馈电开关保护装置系统软件采取了C／OS—II嵌以上，同时又具有低功耗、高性能的优点。按照低压入式实时操作系统，按照一定的优先级将各个功能馈电保护装置的功能需要，硬件设计主要包括：开关模块的控制程序进行任务管理。为了促使该保护装量输出模块、通信模块设计、显示模块设计、电源模置安全、稳定运行，在系统软件和硬件方面分别加入块设计、信号预处理模块、测温模块和开关量输入模r抗干扰设计。块等。保护装置的硬件结构见图2所示：该保护装置的安装位置为开关防爆腔内，经馈电开关的断路器来完成电路的通断。其一1作原理是互感器对电网的电量参数进

5、行采集，保护器由A／D嚣光电瞒-q搬s0一：r1132制1~1幕o3蜿-j端口接收信号并对其进行分析、判断和处理，发生故r-'!t二]一障时则通过继电器闭合将跳闸回路接通使断路器跳闸，从而实现故障保护。保护装置的主要功能有：①图2井下低压馈电开关保护装置硬件结构框图南采样电路对互感器上的信号进行实时监测和处(1)电源模块设计：该保护装置的电源取自于井理，并依据处理结果由ARM处理器结合C／OS—II下配电电网，由变压器降压后转为24V的交流电作嵌入式实时操作系统来提高故障保护的实时性，同为馈电开关的电源。根据保护装置系统的需求，采用时采用RS一485通信

6、连接方式来降低故障保护动作DC／DC变换3．3V、5．0V、12V和24V四种等级电压。时间；②利用其通信功能来实现数据的传播、共享与南于电源易受到微机控制系统的影响，在满足系统交换，同时提高保护装置的稳定性和可靠性；③可以不同等级供电电压要求的同时，要采取一定的抗干通过LED显示器实时显示电网的运行情况，在发生扰措施。综合各方面因素，决定采用如下保护装置的故障时自动报警，同时支持参数的按键设置。电源模块设计方案：采用LM2575HV集成稳压电路·86·煤矿现代化2014年第3期总第120期菜子田煤矿综采工作面调斜收尾安全技术实践刘艳辉，李辉(洛阳义安矿

7、业有限公司，河南洛阳471800)摘要介绍了菜子田煤矿412工作面采用机尾相对不动、机头大幅度调斜工艺利用长短刀交替割煤方式，实现了工作面大幅度不等长调斜安全生产工作；工作面收尾撤架时采用锚网绳联合支护工艺管理顶板的安全技术措施，提高了支护效果，实现了工作面的安全收尾工作，为综采工作面调斜收尾工作提供了宝贵的经验。关键词长短刀交替；不等长调斜；锚网绳联合支护中图分类号：TD822．1文献标志码：B文章编号：1009—0797(2014)03—0088—031作面进入收尾前进行调斜，最后13mT作面正规1工作面概况循环推进。根据工作面的倾角和设备情况，决定

8、机头、永贵能源有限公司兴仁煤业菜子田煤矿412工机尾按照3：1的比例调斜即推3个