基于嵌入式系統的新型電動機保護器的設計

    摘要：針對目前井下電機保護器功能相對單一，保護算法還不是很完善，常出現一些誤動作．且不能及時與上位機信息交換等問題．提出了一種采用S3C2410芯片作為主控制器的電機保護器，移植了WINCE操作系統，實驗測試結果表明，該保護器具有很好的穩定性和準確性。

    關鍵詞：電機保護器：嵌入式系統；S3C2410; WINCE

0前言

    本文針對煤礦井下特殊環境及各種因素．采用三星公司32位的ARM9芯片S3C2410作為主控制器．移植了嵌入式實時操作系統WINCE,不僅提升了信息處理速度．也提高了系統的*性和穩定性。

1  保護器硬件電路設計

    智能型多功能保護器要具有保護能力強、實時性好、抗*力強、有本安隔爆特性、良好的通信、操作簡單等一些優點，所以電機保護器的硬件設計是關鍵。本裝置集測量、保護、控制、通訊和顯示等功能于一體，要采集電動機的三相電流、三相電壓、零序電壓和零序電流、溫度等模擬量：采集井下各種電氣保護設備的開關量、輸出保護控制和報警信號：并且能及時與地面監控中心進行通訊，具有良好的人機交換功能．綜合以上因素．對保護器做了以下設計。

    (1)MCU

    主控制器采用三星公司的ARM9系列的S3C2410芯片．S3C2410其內部集成了16 KB的指令和數據CACHE：支持STN和TFT的LCD控制器,NANDFLASH的系統引導器,SDRAM控制器，觸摸屏接口,USB接口,PLL時鐘產生器等等：16通道的10位A/D轉換器：S3C2410外部由12 M時鐘輸入，經內部PLL倍頻到203 MHz;2個UART、2個SPI接口：46個通用I/O口使設計更加靈活。這些集成的功能使得S3C2410非常適用于工業生產控制領域．

    (2)A/D轉換電路

    數據采集電路的核心器件是A/D變換器．選用了Maxim公司的8通道高速14位模／數轉換器MAX125．本系統zui多要采集的模擬信號有三相電壓、三相電流、零序電流、溫度共16路，一片MAX125只能轉換8路模擬量．所以需要利用2片MAX125．本設計通過CONVST脈沖信號來啟動MAX125，一次轉換8路，分2次進行。第1次通過脈沖信號啟動2片MAX125的A組四通道進行轉換，第2次再啟動2片MAX125的B組四通道進行轉換．電路原理圖如圖2所示。

    (3)以太網接口電路設計

    本設計克服了以前一些電機保護器不能及時與地面監控系統進行信息交換的缺點，利用S3C2410豐富的接口資源的特點，選用Cirrus Logic公司的CS8900A以太網控制芯片作為核心設計以太網通信接口，接口采用RJ-485連接器，可以方便地與普通網線相連，還可以為井下各種保護器實現組網提供了可能性，網絡通信接口電路如圖3所示。

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