水輪發(fā)電機組設(shè)計管理論文

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1引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們不斷把目光投向中小型水電綜合自動化的實現(xiàn)，這一新課題已得到廣泛的研究，小水電的綜合自動化經(jīng)過多年的研究和實踐，它們的可靠性、靈活性、快速性已得到一致的認可。我國的中小型水電廠大多分布在山區(qū)，容量小，設(shè)備簡單，所以對它實現(xiàn)自動化已成為必然的要求。但是，目前我國的小水電自動化技術(shù)尚未完善，它們的計算機監(jiān)控多沿用大型水電站的控制模式，設(shè)備復(fù)雜，軟件也相應(yīng)復(fù)雜，因此本文介紹了一種新的實現(xiàn)中小型水輪發(fā)電機組綜合自動化的設(shè)計。

2硬件設(shè)計

圖1為此次設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)框圖：

此次設(shè)計分上位機和下位機兩部分，用一臺計算機模擬上位機，兩片單片機模擬下位機。用A片做從片，B片做主片。A片主要承擔(dān)對模擬量、開關(guān)量、V／F量的采集和處理，而B片則用來進行通信。B比A多了一個IBM－PC機通信的功能。

1）數(shù)據(jù)采集電路首先對V／F的數(shù)據(jù)進行采集，V／F量從20針的JP3的8針輸入，這8針又接在CD4051的X7－X0上，由A、B、C的輸入決定哪一路的V／F量送給CPU8031的T0。開關(guān)量的采集，開關(guān)量是由26針JP1的前24針引入，經(jīng)過3片74LS244將數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)總線上，由可編程譯碼器GAL承擔(dān)選擇74LS373芯片，進行開關(guān)量采集。模擬量采集，通過P1．4、P1．7置位使AD7506、CD4051、AD574開始工作，JP2上的16個模擬量經(jīng)過十六選一開關(guān)，JP3的8個模擬量經(jīng)過八選一開關(guān)，接于12位A／D轉(zhuǎn)換器。

2）單片機系統(tǒng)包含單片機80C31、外部存儲器的擴展電路等。單片機80C31是核心部分，完成單片機之間、下位機與上位機之間的數(shù)據(jù)的傳輸及命令的傳送等功能。

3）其它電路看門狗電路由74LS393、7406等組成，在單片機異常時，可對單片機80C31進行復(fù)位。時鐘采用晶振頻率為6MHz。采用RS－232C接口來實現(xiàn)PC機與下位機之間的通訊。

3軟件設(shè)計

軟件設(shè)計采用C51語言編程，程序結(jié)構(gòu)具有模塊化的優(yōu)點。軟件程序主要完成數(shù)據(jù)采集、B片單片機與PC機之間的通訊，A片單片機與B片單片機之間的通訊。其中數(shù)據(jù)采集包括對V／F量的采集、開關(guān)量的采集、模擬量的采集。B片單片機與PC機的通訊是采用中斷方式來完成的，在每次循環(huán)結(jié)束時要求兩片單片機之間傳送數(shù)據(jù)并通過延時200ms期間，完成B片單片機與PC機之間的通訊，由PC機送給單片機一個數(shù)據(jù)，如接收到則反送回PC機，接著再送一個判斷信號，如果單片機收到此信號，則回送并發(fā)數(shù)據(jù)給PC機，如接收到證明發(fā)送無誤，否則進行出錯處理。A、B片單片機之間的通訊采用異步串行方式，采用P1．5和P1．6來進行通訊工作，為了通訊成功，則兩片單片機之間保持同步是很關(guān)鍵的一步，用P1．6作為同步信號傳輸線，P1．5作為數(shù)據(jù)傳輸線。A片作為發(fā)送端，B片作為接收端，由A片來發(fā)信號，由B片來應(yīng)答，發(fā)送和接收都是用位傳送。