基于MODBUS協(xié)議的礦用高壓組合開關(guān)綜合控制器的研制

  引言

礦用高壓組合開關(guān)在帶式輸送機(jī)，轉(zhuǎn)載機(jī)，采煤機(jī)等重型設(shè)備應(yīng)用十分廣泛，是煤礦井下供配電的主要設(shè)備。綜合控制器對組合開關(guān)控制的目的是當(dāng)系統(tǒng)中有控制操作或故障發(fā)生時，控制器控制組合開關(guān)動作實現(xiàn)切斷或閉合組合開關(guān)，以實現(xiàn)對設(shè)備的控制和保護(hù)功能?，F(xiàn)在煤礦生產(chǎn)中使用的礦用高壓組合開關(guān)，控制器核心芯片一般采用單片機(jī)，存在信號處理速度慢，硬件設(shè)計復(fù)雜等缺點。近年來數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor)在功能、處理速度和處理能力方面都取得了劃時代的突破，并廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)通信、自動控制等領(lǐng)域，廣受設(shè)計者青睞。MODBUS是MODICON公司于1979年提出的一種通信協(xié)議，經(jīng)過多年的實際應(yīng)用，已經(jīng)成為一種應(yīng)用于工業(yè)控制器上的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，并且廣泛應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)的FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）中。本文針對煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，設(shè)計并實現(xiàn)一種基于DSP和MODBUS協(xié)議的綜合控制器，其基本任務(wù)是通過對供電線路參數(shù)及電機(jī)溫度的采集和處理，得出相應(yīng)的控制和保護(hù)信息，以實現(xiàn)組合開關(guān)的動作。而且，綜合控制器有MODBUS總線接口，可以和PLC以及監(jiān)控計算機(jī)通信進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

1 硬件總體結(jié)構(gòu)及工作原理

綜合控制器硬件主要由DSP及其外圍電路所構(gòu)成的最小系統(tǒng)、開關(guān)量輸入電路、A/D信號采集和調(diào)理電路、開關(guān)量輸出電路、液晶顯示電路，鍵盤電路^[1]，片外擴(kuò)展RAM，JTAG仿真口電路，MODBUS總線接口電路等部分組成，綜合控制器總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該控制器有三種工作方式：閉鎖、手動和集控方式。其中集控有兩種工作模式：模式一是線路1和2分別控制1#電機(jī)和2#電機(jī)，這時雙速切換開關(guān)不起作用，可實現(xiàn)1#電機(jī)和2#電機(jī)主從控制；模式二是線路1和2控制同一臺電機(jī)，該電機(jī)須是雙速電機(jī)，這時通過切換雙速開關(guān)3KM可實現(xiàn)調(diào)速。手動

圖1 綜合控制器硬件總體結(jié)構(gòu)圖

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