智能型电动机保护仪的设计软件部分
智能型电动机保护仪的设计软件部分[20200102174041]
交流电动机在我们的生活中应用广泛，在我国的经济发展中非常重要的有着作用。一旦设备发生故障就会给工农业生产造成无法弥补的经济损失。因此，只有不断地了解和分析电动机保护装置，努力查找电动机的缺陷，才能研制出功能强大的，可靠性高和安全性强的电动机保护装置，才能给我们的经济生产带来福音。 本文主要围绕基于STC90C58AD单片机控制器的电动机保护装置的研究而展开，主要的内容是对电动机运行参数的检测，和电机的保护。 本文阐述了电动机保护装置的发展和历史意义，分析了电动机运行过程中常见的故障类型以及电动机保护装置硬件的基本功能和原理。给出电动机保护装置的实现保护方案。采用模块化编程思想将系统分成各个不同的模块，通过总的编程设计和子函数以及中断函数等来实现电动机各个功能的保护。 最后，通过硬件和软件结合进行电动机保护装置的检验和调试，保障电动机保护装置的各个功能都符合设计要求。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:电动机保护,单片机,故障诊断,数据采集
目 录
1 绪论 1
1.1 电动机保护器的来源和意义 1
1.2 电动机保护仪的历史及现状 1
1.3 控系统的微机智能化 2
1.4 智能型电动机保护 3
1.5 本课题需要做的工作 3
2 电动机保护原理 4
2.1 电动机保护原理分析4
2.2 电动机故障分类 5
2.3 电动机的保护功能 6
3 电动机保护仪硬件设计原理图9
3.1电动机保护硬件系统 9
3.2 中央处理模块的选择 10
4 电动机保护器系统软件设计 11
4.1 程序设计语言选择 11
4.2 软件开发环境 12
4.3 保护器软件系统整体设计 13
4.4 保护器主程序设计 14
4.5 键盘子程序设计 15
4.6 显示子程序设计 18
4.7 定时器及数据采集子程序设计 18
4.8 参数调整子程序 19
4.9 故障处理子程序设计 20
5 实验与调试 24
结论 26
致谢 27
参考文献28
附录
1 绪论
1．1 电动机保护器的来源和意义
电动机能将电能转化成机械能，而机械能是我们日常生产中最重要的动力来源之一，因此电动机在我们的生产生活中非常重要，它是我们生活各个方面都不可或缺的重要工具。无论是在机械系统还是在电子电气系统中，电动机都是非常重要的组成部分，它在经济生产生活中占有极其重要的地位。因此，如果电动机在运行时突然发生了故障不能正常运行的话，就会给生产的连续性带来巨大的影响，造成生产滞后，带来巨大的经济损失。电动机的保护问题长期困扰着设备操作人员。全国每年因为电动机故障而引起的损坏事故数不胜数，给我们的生产生活造成了一定的困扰，因而确保电动机正常运作至关重要。而在生产使用过程中每年都有大量的电动机应故障而烧毁，严重破坏了安全生产。因此我们要想提高生产效率、获得较大的经济效益，同时又保证安全生产的话，做好电动机的保护是必由之路，只要保证了电机的正常运行，一切问题都会迎刃而解。。
1.2 电动机保护仪的历史及现状
1.2.1 电动机保护仪的现状
近几年，我国电动机的发展突飞猛进。电动机保护装置的发展也随之推进。电动机保护装置的发展经历了几个发展阶段。一开始是一种组合式的保护装置，这种保护装置属于全面模仿苏联的，这是最初的发展阶段。然后经过我国研究人员的多方努力，我国开始能够自行设计该装置。而在日新月异的今天，电动机保护器智能化发展成为了必然趋势。科技的发展瞬息万变，每个发展阶段都有新的突破。
在新中国成立之初，我国从苏联引进了JR系列热继电器，这种热继电器在中国电动机保护行业工作了长达半个世纪之久，直到1996年新的更加强大的电动机保护装置出现后才不得不被强制淘汰。由于热继电器存在着致命的缺陷，这些缺陷往往给我们的生产带来阻碍和困扰，所以它不得不被淘汰。例如整定不精确、功能单一等。这些缺陷使得热继电器没有办法满足越来越高的保护要求，因此被淘汰也在所难免。
电磁式电流继电器可以实现多种电机保护功能，如过载、堵转、缺相等保护。但是今天，科技的发展速度特别的快，而这种继电器的革新已经无法跟上时代发展的步伐，无法满足人们的生产要求了，所以这种保护装置基本上已经被淘汰。主要是因为它结构比较复杂，机械制造精度高，所以价格也过高，再加上体积也过于庞大，不利于安放。综合各种不利因素，消费者更愿意购买相对来说成本低，功能强大的微型智能化电机保护仪。现如今，电机保护装置在飞速发展，有许多特色品牌得到大众的认可，如韩国三和技研株式会社的产品。该品牌的产品种类繁多，规格齐全，功能强大，适用范围也很广阔，所以在我国国内市场产生了一定的影响。
1.2.2 电动机保护仪的发展历程及意义
电动机保护器的发展很快，从一开始的组合式保护到后来的微机式保护，发展过程经历了半个多世纪。70年代，一种由独立元件组成的模拟式电子保护装置问世，我国到今天为止都还在沿用这种装置。但是这种模拟式电子保护装置也同样存在着许多缺点，比如说稳定性差、保护功能单一等。由于这些缺点的存在使得这类保护装置无法满足大范围的工业生产的需要。
我国在计算机保护方面的研究从70年代后期才开始，但发展却很快。刚开始时，只是由部分高等学校的专家教授和一些研究所的研究人员在一起讨论、研究，并且对国外的计算机保护作出详细的介绍和综合的分析。到了70年代末至80年代时我国就已经能对不同的算法以至样机进行开发和研制了。1984年，第一套距离保护样机试运行成功，它是一种由以6809(CPU)为基础的距离保护机。在同年年底，我国第一次继电保护学术会在华中工学院召开，从此，我国的计算机保护的研究和开发又往前迈出了一大步，开始了飞速发展的阶段。
随着科技的不断进步，又有不少高等学校通过多方努力在计算机保护方面作出了深入的探索。目前，要说商业性微机保护装置发展的最快的国家可是非日本莫属了。1986年，调查发现，在日本的继电器保护设备的生产中，有百分之五十左右都是微机保护装置。可见，微机保护装置的发展在日本继电器保护装置的发展中占据了举足轻重的地位。因为微机保护装置具有一系列非常独特的优点，所以这些产品一经问世就受到了用户的广泛欢迎。80年代初期，集成电路式电动机保护器问世，这种保护装置的各种功能相比之前的保护装置来说有了很大的改进。微处理器的出现，给我们的生活提供了方便。尤其是一些微处理器保护装置价格便宜、功能强大，它们的出现不但可以节约生产成本，同时还提高了保护性能，增加了生产的安全性。
因此，我们要格外重视智能微机式电动机保护装置的独立设计和研发，不断钻研，争取能够早日自行研发出开发属于我们自己的智能微机式电动机保护装置。
1.3 监控系统的微机智能化
单片机、嵌入式系统等控制系统的出现,给很多仪器仪表的设计带来了巨大的变革。它们有着较强的功能性和可靠性,能更好的适应工业现场环境的要求,因此常常被作为器设备的控制中心。它们特点如下:
1、灵活性强:由于这种控制系统是由软件和硬件结合起来来实现各种不同的功能的，因此，同一种硬件结构,只要用不同的软件,就可以实现不同的功能,因此升级换代方便,同时也有利于减少开发成本。
2、综合处理能力强:CPU具有超强的处理能力,能够完成各种复杂的逻辑控制和时序控制以及庞大的数字运算，功能特别强大。
3、微机系统有着存储记忆的功能,因此可以轻松的完成参数整定和故障记录。
4、该智能控制器的优点是：功率消耗低、机械精度高、接口简单、安全性好。
交流电动机在我们的生活中应用广泛，在我国的经济发展中非常重要的有着作用。一旦设备发生故障就会给工农业生产造成无法弥补的经济损失。因此，只有不断地了解和分析电动机保护装置，努力查找电动机的缺陷，才能研制出功能强大的，可靠性高和安全性强的电动机保护装置，才能给我们的经济生产带来福音。 本文主要围绕基于STC90C58AD单片机控制器的电动机保护装置的研究而展开，主要的内容是对电动机运行参数的检测，和电机的保护。 本文阐述了电动机保护装置的发展和历史意义，分析了电动机运行过程中常见的故障类型以及电动机保护装置硬件的基本功能和原理。给出电动机保护装置的实现保护方案。采用模块化编程思想将系统分成各个不同的模块，通过总的编程设计和子函数以及中断函数等来实现电动机各个功能的保护。 最后，通过硬件和软件结合进行电动机保护装置的检验和调试，保障电动机保护装置的各个功能都符合设计要求。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:电动机保护,单片机,故障诊断,数据采集
目 录
1 绪论 1
1.1 电动机保护器的来源和意义 1
1.2 电动机保护仪的历史及现状 1
1.3 控系统的微机智能化 2
1.4 智能型电动机保护 3
1.5 本课题需要做的工作 3
2 电动机保护原理 4
2.1 电动机保护原理分析4
2.2 电动机故障分类 5
2.3 电动机的保护功能 6
3 电动机保护仪硬件设计原理图9
3.1电动机保护硬件系统 9
3.2 中央处理模块的选择 10
4 电动机保护器系统软件设计 11
4.1 程序设计语言选择 11
4.2 软件开发环境 12
4.3 保护器软件系统整体设计 13
4.4 保护器主程序设计 14
4.5 键盘子程序设计 15
4.6 显示子程序设计 18
4.7 定时器及数据采集子程序设计 18
4.8 参数调整子程序 19
4.9 故障处理子程序设计 20
5 实验与调试 24
结论 26
致谢 27
参考文献28
附录
1 绪论
1．1 电动机保护器的来源和意义
电动机能将电能转化成机械能，而机械能是我们日常生产中最重要的动力来源之一，因此电动机在我们的生产生活中非常重要，它是我们生活各个方面都不可或缺的重要工具。无论是在机械系统还是在电子电气系统中，电动机都是非常重要的组成部分，它在经济生产生活中占有极其重要的地位。因此，如果电动机在运行时突然发生了故障不能正常运行的话，就会给生产的连续性带来巨大的影响，造成生产滞后，带来巨大的经济损失。电动机的保护问题长期困扰着设备操作人员。全国每年因为电动机故障而引起的损坏事故数不胜数，给我们的生产生活造成了一定的困扰，因而确保电动机正常运作至关重要。而在生产使用过程中每年都有大量的电动机应故障而烧毁，严重破坏了安全生产。因此我们要想提高生产效率、获得较大的经济效益，同时又保证安全生产的话，做好电动机的保护是必由之路，只要保证了电机的正常运行，一切问题都会迎刃而解。。
1.2 电动机保护仪的历史及现状
1.2.1 电动机保护仪的现状
近几年，我国电动机的发展突飞猛进。电动机保护装置的发展也随之推进。电动机保护装置的发展经历了几个发展阶段。一开始是一种组合式的保护装置，这种保护装置属于全面模仿苏联的，这是最初的发展阶段。然后经过我国研究人员的多方努力，我国开始能够自行设计该装置。而在日新月异的今天，电动机保护器智能化发展成为了必然趋势。科技的发展瞬息万变，每个发展阶段都有新的突破。
在新中国成立之初，我国从苏联引进了JR系列热继电器，这种热继电器在中国电动机保护行业工作了长达半个世纪之久，直到1996年新的更加强大的电动机保护装置出现后才不得不被强制淘汰。由于热继电器存在着致命的缺陷，这些缺陷往往给我们的生产带来阻碍和困扰，所以它不得不被淘汰。例如整定不精确、功能单一等。这些缺陷使得热继电器没有办法满足越来越高的保护要求，因此被淘汰也在所难免。
电磁式电流继电器可以实现多种电机保护功能，如过载、堵转、缺相等保护。但是今天，科技的发展速度特别的快，而这种继电器的革新已经无法跟上时代发展的步伐，无法满足人们的生产要求了，所以这种保护装置基本上已经被淘汰。主要是因为它结构比较复杂，机械制造精度高，所以价格也过高，再加上体积也过于庞大，不利于安放。综合各种不利因素，消费者更愿意购买相对来说成本低，功能强大的微型智能化电机保护仪。现如今，电机保护装置在飞速发展，有许多特色品牌得到大众的认可，如韩国三和技研株式会社的产品。该品牌的产品种类繁多，规格齐全，功能强大，适用范围也很广阔，所以在我国国内市场产生了一定的影响。
1.2.2 电动机保护仪的发展历程及意义
电动机保护器的发展很快，从一开始的组合式保护到后来的微机式保护，发展过程经历了半个多世纪。70年代，一种由独立元件组成的模拟式电子保护装置问世，我国到今天为止都还在沿用这种装置。但是这种模拟式电子保护装置也同样存在着许多缺点，比如说稳定性差、保护功能单一等。由于这些缺点的存在使得这类保护装置无法满足大范围的工业生产的需要。
我国在计算机保护方面的研究从70年代后期才开始，但发展却很快。刚开始时，只是由部分高等学校的专家教授和一些研究所的研究人员在一起讨论、研究，并且对国外的计算机保护作出详细的介绍和综合的分析。到了70年代末至80年代时我国就已经能对不同的算法以至样机进行开发和研制了。1984年，第一套距离保护样机试运行成功，它是一种由以6809(CPU)为基础的距离保护机。在同年年底，我国第一次继电保护学术会在华中工学院召开，从此，我国的计算机保护的研究和开发又往前迈出了一大步，开始了飞速发展的阶段。
随着科技的不断进步，又有不少高等学校通过多方努力在计算机保护方面作出了深入的探索。目前，要说商业性微机保护装置发展的最快的国家可是非日本莫属了。1986年，调查发现，在日本的继电器保护设备的生产中，有百分之五十左右都是微机保护装置。可见，微机保护装置的发展在日本继电器保护装置的发展中占据了举足轻重的地位。因为微机保护装置具有一系列非常独特的优点，所以这些产品一经问世就受到了用户的广泛欢迎。80年代初期，集成电路式电动机保护器问世，这种保护装置的各种功能相比之前的保护装置来说有了很大的改进。微处理器的出现，给我们的生活提供了方便。尤其是一些微处理器保护装置价格便宜、功能强大，它们的出现不但可以节约生产成本，同时还提高了保护性能，增加了生产的安全性。
因此，我们要格外重视智能微机式电动机保护装置的独立设计和研发，不断钻研，争取能够早日自行研发出开发属于我们自己的智能微机式电动机保护装置。
1.3 监控系统的微机智能化
单片机、嵌入式系统等控制系统的出现,给很多仪器仪表的设计带来了巨大的变革。它们有着较强的功能性和可靠性,能更好的适应工业现场环境的要求,因此常常被作为器设备的控制中心。它们特点如下:
1、灵活性强:由于这种控制系统是由软件和硬件结合起来来实现各种不同的功能的，因此，同一种硬件结构,只要用不同的软件,就可以实现不同的功能,因此升级换代方便,同时也有利于减少开发成本。
2、综合处理能力强:CPU具有超强的处理能力,能够完成各种复杂的逻辑控制和时序控制以及庞大的数字运算，功能特别强大。
3、微机系统有着存储记忆的功能,因此可以轻松的完成参数整定和故障记录。
4、该智能控制器的优点是：功率消耗低、机械精度高、接口简单、安全性好。
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