基于CAN總線的異步電動機保護
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(3)后臺處理系統構成
后臺處理系統由含CAN適配卡的工控機和后臺數據處理程序組成。通常適配卡電路分為雙口RAM及其控制電路、中斷申請與控制電路和內含CAN控制器的MCU80C592三部分。最后一部分也可由80C31加82C200CAN控制器構成。為提高數據交換量，雙口RAM采用62256，其容量為32K字節。工控機與MCU80C592通過雙口RAM控制電路對62256進行操作。工控機對雙口RAM空閑狀態下，將數據和命令寫入62256，然后通過中斷管理電路通知MCU80C592，80C592按照命令執行相應操作。當80C592收到下位節點的數據和命令時，在獲得雙口RAM控制權后，將其寫入62256，再通過中斷邏輯通知工控機取走數據和命令，如圖3所示。
后臺數據處理程序負責對整個CAN總線進行監視管理，具有系統參數(如波特率、輸出控制、報文標識與屏蔽等)設置、監視狀態設置、數據發送、數據請求、本機狀態查詢、節點狀態查詢、中斷接收數據管理、對接收的電動機各種運行參數進行分析等功能。該程序采用VISUAL C++編寫，有強大的人機交互功能，方便操作人員使用。
3系統功能
(1)保護功能。異步電動機保護部分實現對電動機的綜合保護，其具體的功能有接地保護、斷相保護、短路保護、過負荷保護、不平衡過負荷保護、堵轉保護、低電壓和過電壓保護。當電動機正常工作時，其監視的電流和電壓信號通過面板上的液晶顯示屏顯示出來，以便就地觀察，并且在微處理器空閑時定時地將采得電流和電壓信號通過CAN總線傳送至后臺機。有故障時保護裝置迅速動作，并且就地保存故障類型和時間以及其他電動機運行參數，隨后通過CANBUS網絡向遠方后臺機報告。
(2)在線監測功能部分。后臺機憑借其強大的功能完成保護參數的管理和監測數據的處理。
1)保護參數的管理：在控制室內對所有保護裝置上的各種保護整定數據的調閱、修改和整定。
根據電動機的實際工作狀態，例如環境溫度的高低、工作時間的長短、起動頻率等進行動態的調整，使其能方便地適應多種工作方式。
實時掌握保護裝置單元自身的工作狀態，如有異常，通報運行人員。
2)監測數據的處理：從采集來的電壓、電流信號中，分析隱含在其中的各種信息，并作出其發展方向的預測。
① 三相運行電流、電壓的監測。運行人員可直觀地觀察電動機的機械負載輕重和供電電源的電壓質量。②零序電流的監測。零序電流的大小往往反映繞組對地絕緣的狀況，監視它能較早地防止接地故障。③負序電流的監測。負序電流的大小反映繞組相間絕緣的狀況和三相電源的平衡程度，監視它能較早地防止相間短路。④過熱保護的后備保護；通過電流、電壓中序分量的計算也可對電動機的發熱狀態進行模擬，以實現過熱后備保護。⑤功率及功率因數的監測。通過電動機運行功率的記錄，為運行人員提供其出力狀況和效率參數，以便合理地安排電動機的工作計劃；實時得到的功率因數，為電動機的無功就地動態補償提供依據。⑥信息管理。對眾多的電動機建立設備信息庫，記錄各臺電動機的型號、運行方式和歷史維護記錄等，并根據設備狀態提示狀態檢修。⑦數據通訊。將異步電動機保護及監測系統的數據上傳至廠內的綜合自動化網絡。
(3)在線參數辯識功能。在電動機的出線端加大擾動或小擾動，可實現離線或在線的參數辯識。從一般化電動機模型中可推導出作為異步電動機數學模型的派克方程。由于異步電動機的暫態過程很短，將其略去后方程組將是三階微分方程組。在選取e′d、e′q、ωr為狀態量后可得相應的狀態方程、輸出方程和穩態約束方程，為了計算方便，取電壓向量作為參考量，利用CAN系統采集擾動后的三相電壓和電流信號，算出P、Q、id、iq、U和f，然后用LSE估算程序計算出電動機本身的R1、X1σ、R′2、X′2σ、Rm和Xm等參數，如果這些參數比正常狀態有了大的變化，則可為故障診斷提供依據。
4結論
本文所敘述的系統CAN總線連網方式比以往其他通信方式更加經濟，方便而且可靠。在此網絡上運行的保護比單臺運行更加可靠，靈活方便，而且具有更強的在線監測及管理功能。本系統不僅可獨立運行，并且可作為一個子系統接入工廠已有的自動化網絡中。這是一種較適合目前工廠實際的異步電動機保護監測系統。(end) 雙絞線傳輸器相關文章:雙絞線傳輸器原理
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