基于CAN总线的电动机控制保护系统

BillScot2

摘要:介绍了基于控制器局域网CAN(ControllerAreaNetwork)的电动机控制保护系统,详细论述了
系统的功能、硬件设计和主要的软件流程等。该系统由监测控制中心、通信模块、数据采集控制模块
+ b3 d) ]/ i+ E! j4 g# p组成,具有电机控制和保护、计量、通信功能,实现了对电动机自动化、智能化、网络化的管理。
关键词: CAN总线;电动机保护;单片机;同步采样
随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的
9 }; \( T/ k' v( w7 `飞速发展,工业控制系统已向智能化、网络化方向发
展。本文介绍的基于控制器局域网CAN(Controller
5 e( A1 C, @3 K2 m6 FAreaNetwork)的电动机智能控制保护系统主要应用
于工矿企业中电动机的控制保护、状态监测等。该
1 e5 r' I" G9 ?9 t0 B5 d* U  C系统使电动机彻底摆脱原来每台电动机独立、单一
的接触器-继电器组合的落后控制方式,为企业的
4 d9 Y( }/ Z. S$ s. m' K7 `/ [) ^安全、稳定生产提供有利的保障,为企业的科学化管
理提供可靠的原始数据。将对一一个工作流程内或相
* g7 [$ J4 w$ u5 `  A, x对集中运行的所有电动机统-~管理,如胶带运输机、
中央水泵房、压风机房等处的电动机,组成一个网
# C# g" V( x4 |9 _% o络,这样每台电动机的运行就不再是一个孤立的事
/ N* B  n& K8 t3 G" Z件。通过现场总线对网内的所有电动机进行状态实
  ]5 z- O% ?! }) D2 K时监测运行保护、数据管理、预测维修、参数调整、
联锁组态等方面的工作,其功能是目前一些简单的
+ ~# t2 |" K! A# b1 ~数字保护装置无法相比的。
9 ]4 ^- K6 Z: _( ~0 m7 D: R1系统主要功能
1.1 电动机的控制和保护
a.电动机启动控制。分为全电压启动控制保
$ R+ p: w6 R( x0 z) g护、定子串联电抗器和转子串联频敏电阻器等启动
  G7 F. _2 w3 T0 D控制方法等。在启动时间内按电动机启动曲线及定
8 Q4 O6 ]4 E. }5 L' t子电流的大小实现自动切除电抗器或频敏电阻器。
并实现启动过程中的电动机堵转、过载、启动超时保
6 }0 n% M' I! s! _- U# y  \护、漏电保护等。
5 f3 q; c$ j8 B6 i& l0 ub.电动机运行中保护。包括相间短路、过载、断
相、漏电、过压、欠压等的保护。
c.电动机的运行控制。通过网络,可由上位机
直接控制各电动机的运行和停止;也可在保护单元
(下位机)处实现电动机的单独启停控制。
* {$ E0 Q4 ~/ |0 ?d.联锁控制。由上位机组态,各保护单元自动
/ b  _9 r- w* z* i. q实现联锁动作,如运输煤炭的胶带运输机的逆煤流
4 z* u( C" C- _6 H启动.顺煤流停止等功能。
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1.2状态监测及计最t
a.监测1s,1c,10 及UA,Ujxc等电参数,并留有备.
用通道可根据实际情况对输人速度、压力、温度等
' t- n9 I% k7 |  F/ B3 {7 _非电量的监测。
( g4 s# {, S6 i7 c& s. ?: ab.计算出电动机的有功功率P、无功功率Q和
6 }. y1 w1 u( }- W* K- K: P" H功率因数入。
c.计量有功电量、无功电量。
! y- K$ t, J9 n8 f" M1.3 高级功能
9 s  ~2 G' q2 u: i" p通过网络在上位机中实现对各控制保护单元的
$ a" k/ D  _$ j3 W参数(电动机的启动顺序、启动控制原则、TA和TV
* L+ B$ A6 w1 d& A  [变比、保护整定值等)设置、功能组态、数据监测、录
0 G% O, W+ |  ~, o. @) s波、故障分析及数据库管理等。
& l8 h/ e, U- @2系统总体设计
9 c+ p7 I. [. @* z. e9 Y基于上述功能,本系统分为3级结构,结构框图
如图1所示。



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电动机智能控制保护系统主要应用于工矿企业中电动机的控制保护、状态监测等