基于DSP的井下高压水泵电机的远程监控系统的设计

摘要

本文对基于DSP的井下高压水泵电机的远程监控系统的设计进行了研究。文章对装置的主体电路结构、主控芯片的选择、模拟量输入通道设计和A/D采样方法进行了详细的方案比较和论证，给出了开关量输入、输出、通信模块、时钟电路等各功能模块的选择方法和设计原理。装置的软件设计重点分析了主程序的总体框架结构、A/D采样中断程序的设计、FFT算法的设计、人机接口程序的设计和串行通信程序的设计。同时上位机采用Visual Basic 6.0设计了上位机的通讯和数据库界面，并且可以实现对数据库的有效管理。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

1绪论

1.1选题目的及意义

1.2国内外研究动态及现状分析

1.2.1以热继电器为主的组合保护方式

1.2.2电子式保护方式

1.2.3微机型智能保护方式

1.3研究的内容与方法

2电机保护原理及保护依据

2.1对称分量法分析

2.2异步电动机故障特性分析

2.3电机保护原理分析

2.4本章小结

3数据处理算法

3.1交流采样简介

3.2交流采样算法

3.3 FFT基本原理和常用算法

3.3.1 FFT基本原理

3.3.2实数序列的FFT

3.3.3运算溢出及避免方法

3.3.4旋转因子(WN)表的构建

3.4微机监控参数算法

3.5本章小结

4硬件系统设计

4.1系统基本原理

4.2 DSP主系统设计

4.2.1 DSP简介

4.2.2 DSPTMS320LF2407简介

4.2.3 TMS320LF2407的中央处理器及开发环境

4.3数据采集前向通道设计

4.3.1模拟量信号调理电路

4.3.2 A/D转换

4.4锁相环电路

4.5人机接口部件设计

4.5.1键盘

4.5.2 LCD液晶显示

4.6 DSP其他外围电路设计

4.6.1时钟电路设计

4.6.2电源电路设计

4.6.3数据存储电路

4.6.4串行通信接口设计

4.7水仓水位测量变送电路

4.7.1压力传感器

4.7.2信号调理电路2

4.8开关量输入输出电路设计

4.8.1开关量输入回路

4.8.2开关量输出回路

4.9系统硬件抗干扰

4.9.1硬件干扰的来源

4.9.2硬件抗干扰的措施

4.10本章小结

5软件系统设计

5.1下位机软件设计

5.1.1主程序的设计

5.1.2 AD采样程序的设计

5.1.3 FFT子程序的设计

5.1.4故障处理程序

5.1.5人机接口程序的设计

5.1.6串行通信子程序设计

5.2上位机的软件设计

5.2.1 Visual Basic开发环境简介

5.2.2 SQL Sever7.0数据库简介

5.2.3 VB与数据库的连接

5.2.4系统功能简介

5.2.5监控系统界面的设计

5.3软件抗干扰技术

5.3.1软件系统受干扰的原因

5.3.2采取的抗干扰措施

5.4本章小结

6装置的通讯设计

6.1 RS-485总线标准

6.2上位机与测控单元的连接

6.3通讯软件的设计

6.3.1通信协议

6.3.2通信软件设计

6.4本章小结

7系统调试及实验部分

7.1硬件调试

7.2软件调试

7.3谐波分析验证

7.4串口通讯部分

8结论与展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果