基于CAN多机通信的防越级跳闸系统研究与设计

摘要

煤矿的安全生产一直以来都是国家安监部门和煤炭企业高度重视的问题,它不仅牵涉到煤炭行业的经济效益,还关系到煤矿一线作业人员的生命安全。煤矿供电网络的可靠持续工作是保证其安全生产的前提条件,目前由于各种客观条件的限制以及技术原因,我国煤矿的供电网络在短路故障发生时不能构成有效的纵向选择保护系统,从而导致煤矿电网越级跳闸的发生,轻则造成井下大面积停电,影响煤矿的正常生产;重则造成重大的井下人员伤亡。
　　为了有效地防止煤矿供电网络越级跳闸的发生,本文在阅读大量相关文献,比较了以往防越级跳闸的解决办法并且吸取前人优点的基础上,研究设计了一种新型防越级跳闸系统,详细介绍了其总体构成和基本原理。重点阐述了一种基于CAN(Controller Area Network)多机通信防止越级跳闸情况发生的方案,文章对方案中所用保护装置的硬件电路设计和程序设计也做了详细的论述,硬件上主要包括主控芯片单片机外围电路、数据采集电路、CAN通信电路、CAN节点拨码开关电路和电源电路的设计;程序设计主要包括保护装置工作时运行的主程序、保护装置初始化程序和节点之间的CAN通信程序设计等。经过论证,本文所提出的防越级跳闸系统和解决方案能够有效地防止煤矿电网越级跳闸的发生,对于煤矿电网的正常运行和安全生产具有很高的实用价值和现实意义。

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1绪论

1.1选题目的和意义

1.2井下防越级跳闸解决方法发展现状

1.3本文主要研究内容和工作

2防越级跳闸系统概述与关键技术研究

2.1防越级跳闸系统解决方案

2.2基于CAN多机通信的防越级跳闸解决办法

2.3 CAN通信概述

3防越级跳闸系统保护装置硬件电路设计

3.1保护装置硬件电路总体功能框图

3.2保护装置微控制单元外围硬件电路设计

3.3保护装置前端数据采集模块硬件电路设计

3.4保护装置CAN通信模块硬件电路设计

3.5保护装置CAN通信节点拨码开关硬件电路设计

3.6保护装置电源模块硬件电路设计

4防越级跳闸系统保护装置程序设计

4.1程序开发环境介绍

4.2保护装置主程序设计

4.3保护装置初始化程序设计

4.4保护装置电流信号采集程序设计

4.5保护装置CAN通信程序设计

5总结与展望

5.1本文工作总结

5.2课题研究展望

参考文献

附录

作者简历

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