基于嵌入式的矿用隔爆型变电参数监控系统研究
摘要: 采用ARM9S3C2440嵌入式处理器为变电参数的主控单元,采用EDA9033A三相电力参数采集模块实时对井各项电参数进行实时采集和显示及传送,并转换成FSK信号传送给主控制基站.详细描述系统的检测原理、总体结构及数据处理系统。通过调试实验对系统进行验证,系统检测参数的精度完全达到预开发时精度要求:±0.2%。
关键词: 嵌入式;变电参数;实时显示;FSK通讯
0 引言
随着煤矿安全监测技术的发展和进步,关于井下作业安全问题已经成为煤矿安全检测技术领域的重中之重,由于井下三相三线制电压380.660,1140均为高压电,一旦变电参数变化,事故随时都可能发生,故而对井下变电参数实时进行监测变得非常必要。此变电参数的监测系统是一种智能型多功能,高精度在线实用电量计量仪器,适用于煤矿井下对各种电气设备电量参数及电能消耗进行在线实时监测;为煤炭企业井下电力集中管理提供可靠的依据;是降低井下因电力参数变化引发事故的有效扼制手段;电路本安部分独立设计,避免因过高电压产生火花产生爆炸,整个设备采用钢制隔爆腔,从而达到防爆的作用;也是加强用电管理的有效手段,为企业领导层进行成本核算提供实时、准确、可靠、科学的依据,对提高企业效益起到至关重要的作用。
1 硬件电路总体设计
系统采用嵌入式处理器ARM9S3C2440为变电参数的主控单元,S3C2440是三星公司高性能,低功耗的32位微处理器。使用VIVIbootloader做引导程序以初始化硬件和堆栈。我选用linux操作系统作为本设计的实时操作系统,因为linux操作系统是开源的操作系统,节省开发过程的消耗时间。Linux内核用2.6经典版本,保证和各种开发软件包兼容。人机交换界面使用linux自带的QT图形界面编程器,友好的人机交换界面也是本设计的一大亮点。在软件程序设计中,加入了数字滤波、重复校数的方法,以提高仪器的测量精度。取外部三相三线制电压,经过电流互感器和电压互感器转换,将信号送到EDA9033A模块,模块可根据电流及电压的大小计算出相应的电参数,通过固定的ASCII码通讯指令集可将有功功率、无功功率、电压电流、功率因数电量等数据,通过三星公司3.5TFT带触摸液晶屏实时显示,并在过压30%或欠压30%时声光报警,并具有掉电时自动保存数据到N,再上电后将EEPROM调到RAM中,实现掉电保存,复电连续累计功能,PCB电路板上带有JTAG插槽,便于售后的仪器维护和升级;电路设计时使用错误自动使能看门狗复位,提高系统的精度。
2 变电参数采集算法设计
3 FSK通讯系统...
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