基于CAN总线的电动机控制保护系统

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2 ^5 n+ t2 H$ f  `$ d" s; N0 k/ G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
; s: W6 ?0 E1 j, s+ W: O2 J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
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
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
: d  x: Z, l4 x0 TAreaNetwork)的电动机智能控制保护系统主要应用
7 q, i. I; @# V& a: c3 F3 a于工矿企业中电动机的控制、保护、状态监测等。该
, A/ |2 P+ C5 A9 O3 Y6 ]2 Q7 k: J系统使电动机彻底摆脱原来每台电动机独立、单一
! B( }! J5 Q1 N* ?的接触器-继电器组合的落后控制方式,为企业的
安全、稳定生产提供有利的保障,为企业的科学化管
/ T8 l3 P1 m( }6 `1 S1 y$ `理提供可靠的原始数据。将对-一个工作流程内或相
3 V$ G2 ~$ K! H9 {/ }对集中运行的所有电动机统-管理，如胶带运输机、
  x3 A, ^- t0 }* a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
% ?: W& ?! w" l件。通过现场总线对网内的所有电动机进行状态实
' s5 o7 h4 t/ ]时监测运行保护、数据管理、预测维修，参数调整、
! r6 W( K8 B) a0 l" Y+ P联锁组态等方面的工作,其功能是目前一些简单的
数字保护装置无法相比的。
9 H9 _) w: Q( M8 L/ R1系统主要功能
% ~, i" \$ b8 }1 d1.1电动机的控制和保护
, _# G/ E& V1 `  n- Wa.电动机启动控制。分为全电压启动控制保
护、定子串联电抗器和转子串联频敏电阻器等启动
控制方法等。在启动时间内按电动机启动曲线及定
子电流的大小实现自动切除电抗器或频敏电阻器。
$ I+ f: C; r( K( {8 R并实现启动过程中的电动机堵转、过载、启动超时保
护、漏电保护等。
- W) z9 t: e# _5 i3 |) ^b.电动机运行中保护。包括相间短路、过载断
- r1 G. n+ Z! B/ Z; j% Q& t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
" y) d& `+ j5 i( f! K) m0 Z' p直接控制各电动机的运行和停止;也可在保护单元
9 R1 T( y- C2 ]  `' U3 Z(下位机)处实现电动机的单独启停控制。
1 P7 Z% N3 c1 T1 r2 wd.联锁控制。由上位机组态，各保护单元自动
实现联锁动作,如运输煤炭的胶带运输机的逆煤流
# ]' w) i9 `9 i' R, X; s4 H启动、顺煤流停止等功能。

1.2状态 监测及计t
8.监测Is,Ic,1o及 Us,Usc等电参数,并留有备.
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。
& ?0 V4 r; G2 R: Wb.计算出电动机的有功功率P、无功功率Q和
功率因数λ。
( P2 t1 y9 L& L: Y* Uc.计量有功电量、无功电量。
  N6 v$ ^3 D9 _$ R1.3 高级功能
, S  {6 p/ d7 B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
" v5 @6 @' j, \2 |0 [变比、保护整定值等)设置、功能组态、数据监测、录.
波、故障分析及数据库管理等。
2系统 总体设计
/ z. x1 R# C2 ]$ U) F2 Z$ @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