基于CAN总线的电动机控制保护系统

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" M# c2 [0 b  i/ D% q' {0 S: O摘要:介绍了基于控制器局城网CAN(ControllerAreaNetwork)的电动机控制保护系统,详细论述了
# h( |$ J5 _' B! h- w% g9 |/ G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
5 H! M# k5 g( O( Q: E% t) _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
, S. V( g" F( e/ u3 d  N飞速发展,工业控制系统已向智能化、网络化方向发
- w( M3 S$ i- S& d展。本文介绍的基于控制器局域网CAN(Controller
AreaNetwork)的电动机智能控制保护系统主要应用
6 [) J- Q6 ]( `! Z/ k9 v于工矿企业中电动机的控制、保护、状态监测等。该
系统使电动机彻底摆脱原来每台电动机独立、单一
8 E! ~" A# l6 u3 o8 f) F的接触器-继电器组合的落后控制方式,为企业的
1 H3 U) o% A) T- n6 r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-一个工作流程内或相
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
络,这样每台电动机的运行就不再是一个孤立的事
" u' V: N4 e+ n1 c/ n件。通过现场总线对网内的所有电动机进行状态实
时监测运行保护、数据管理、预测维修，参数调整、
1 W- o: }9 n0 j8 i联锁组态等方面的工作,其功能是目前一些简单的
, s+ s/ W' U; w, v9 [% y7 w数字保护装置无法相比的。
% I# ?+ H) Q: ]8 q; {1 X1系统主要功能
1.1电动机的控制和保护
( E( d( J. \9 p- ~a.电动机启动控制。分为全电压启动控制保
% Q$ O4 z$ n! h3 c# X护、定子串联电抗器和转子串联频敏电阻器等启动
, _! C, k% w& h& Q5 G7 a& S) R" e控制方法等。在启动时间内按电动机启动曲线及定
& m) C& m+ C5 Z6 Q) o8 e; ?子电流的大小实现自动切除电抗器或频敏电阻器。
' {' a1 D' B+ {' {, s并实现启动过程中的电动机堵转、过载、启动超时保
2 ~4 t. S* O" G" y$ d  W2 e  Q护、漏电保护等。
. y. e# A0 w# v& F' A. A. @; xb.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。
1 b. m; ^0 C5 s. O4 u. G6 U8 Gc.电动机的运行控制。通过网络,可由上位机
1 ?9 E( R; W& D# X' p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。
d.联锁控制。由上位机组态，各保护单元自动
$ p, E9 `! _; T# Z+ \% {实现联锁动作,如运输煤炭的胶带运输机的逆煤流
& n0 R  e: a( S% H启动、顺煤流停止等功能。
/ n9 e+ C6 R0 X$ }2 A
6 @% \  `9 v4 P% l4 V' ?1.2状态 监测及计t
) h2 _4 s& s9 J" H" v# [) P8.监测Is,Ic,1o及 Us,Usc等电参数,并留有备.
! B( O) |& }1 ]7 o9 h2 E用通道可根据实际情况对输入速度、压力、温度等
非电量的监测。
' Q% o8 q6 [7 L9 W; k* jb.计算出电动机的有功功率P、无功功率Q和
功率因数λ。
c.计量有功电量、无功电量。
1.3 高级功能
通过网络在上位机中实现对各控制保护单元的
参数(电动机的启动顺序、启动控制原则、TA和TV
" {+ d- x1 D( d$ R变比、保护整定值等)设置、功能组态、数据监测、录.
) ?1 d2 @0 A3 ?波、故障分析及数据库管理等。
, U' m; c2 r. F! R. w2系统 总体设计
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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随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的 飞速发展,工业控制系统已向智能化、网络化方向发 展