矿山电力保护装置数据处理与通信系统的研究与实现

【摘要】矿山电力保护装置是保护矿用电力设施的中枢控制装置，其保护功能的可靠性和稳定性关系到矿山电力的供应和安全生产。结合当前矿山电力保护设备的现状，论文中设计了基于DSP+ARM双CPU架构的矿山电力保护装置。其中，以DSP为核心的主处理器，完成信号的采集和数据处理、定值存储、故障判定以及执行动作等功能，ARM控制器主要完成红外接收、键盘按键、LCD界面显示和通信等人机交互任务。装置的双CPU结构可以使得数据得到并行处理，从而保护装置的可靠性和灵敏性得到很大提升。同时，将可靠性和传输速率高的CAN总线作为处理器间的通信方式，满足了装置对数据传输的要求。在研究装置的需求基础上，论文主要的工作为：对保护装置常遇到的三大故障的原理和保护算法进行分析，同时完成了对装置的硬件设计方案及各个模块的详细设计；通过对嵌入式操作系统μc/os-ii在ARM芯片上的移植，探讨了μc/os-ii下的任务建立、划分以及通信邮箱的原理和应用；将CAN现场总线引入到装置中，舍弃了缺点较多的传统485或232通信方式，并自定义了通信协议；提出了装置在软硬件上采取的措施。论文的主要内容分为六个部分：第一部分概述了矿用电力保护装置的发展历程，针对国内外的现状提出了研制新型矿用电力保护装置的意义；第二部分介绍了微机保护三大保护的保护原理和保护算法；第三部分完成了对电力保护装置的硬件平台设计，并对各单元模块的设计进行了讲解；第四部分研究了操作系统μc/os-ii在ARM处理器上的移植，各个任务的划分、建立以及对通信邮箱进行了研究。同时，对基于CAN总线的通信方式进行了设计；第五部分简要介绍了装置中软硬上的抗干扰措施，并对装置的数据处理和通信系统进行调试，并展示了各人机界面的LCD界面；第六部分对全文进行一个总结和未来的展望。
【作者】郑龙全；
【导师】邹海林；
【作者基本信息】鲁东大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】保护系统；双CPU；CAN；嵌入式操作系统；

【参考文献】
[1]张清秀.中欧俄在中亚地区的能源博弈[D].外交学院,国际政治,2014,硕士.
[2]何水琴.混合驱动3-RRR平面混联机构的研究[D].中北大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[3]马玲玲.青海省拉脊山地区植物群落结构、植被生产力及土壤因子对海拔梯度变化的响应[D].青海师范大学,植物学,2012,硕士.
[4]田力.我国私募股权投资基金的行业选择行为研究[D].复旦大学,世界经济,2012,硕士.
[5]田启贲.基于VxWorks的PXIe嵌入式控制软件开发[D].哈尔滨工业大学,仪器科学与技术,2013,硕士.
[6]韩瑶瑶.稀土掺杂长余辉纳米材料的合成及其用于细胞内活性物种的检测成像[D].山东师范大学,分析化学,2013,硕士.
[7]曹原.J.M库切小说的《圣经》原型研究[D].扬州大学,比较文学与世界文学,2012,硕士.
[8]肖琳.不同材质烤房和烘烤工艺对烟叶品质和效益的影响[D].湖南农业大学,作物,2012,硕士.
[9]曹阿芳.车前子多糖防治大鼠高脂血症的实验研究[D].河北医科大学,药理学,2014,硕士.
[10]张惠忠.矿用风机的使用现状和发展趋势[J].矿业快报.2007(09)
[11]群力.东濮凹陷地震勘探最佳激发接收系统的选择[J].石油地球物理勘探,1982,04:73-85.
[12]赵娜.中行盘锦分行华美授信项目风险管理案例[D].大连理工大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[13]殷庆纵,张宇峰.基于项目化教学的课程标准开发——以《电子产品辅助设计与开发》为例[J].轻工科技,2015,03:149-150.
[14]孙启成.江西省稻农应用水稻农业技术的行为研究[D].江西农业大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[15]薛春旭.电力系统微机继电保护交流采样算法研究[D].西安电子科技大学,系统工程,2012,硕士.
[16]张宗申,利容千,王建波.外源Ca~(2+)预处理对高温胁迫下辣椒叶片细胞膜透性和GSH、AsA含量及Ca~(2+)分布的影响[J].植物生态学报,2001,02:230-234+262.
[17]李昕.英文新闻标题的语用顺应性研究[D].江苏科技大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[18]宝音德力格尔.毛乌素沙地沙芥属植物沙芥和斧形沙芥幼苗定居机制和水分生理的研究[D].内蒙古农业大学,蔬菜学,2013,硕士.
[19]姚晓英.张家界国家森林公园游客安全意识研究[D].中南林业科技大学,森林游憩与公园管理,2013,硕士.
[20]林兆晓.多媒体传感器网络视频压缩算法研究与实现[D].南京邮电大学,信息网络,2013,硕士.
[21]张文革,韩京清.跟踪-微分器用于连续系统辨识[J].控制与决策,1999,S1:557-560.
[22]王涛.16MnR钢高温损伤断裂性能与断口分形特征关系的研究[D].安徽建筑大学,工程力学,2013,硕士.
[23]黄慧丽.声音与交流—《紫颜色》的妇女主义解读[D].安徽大学,英语语言文学,2013,硕士.
[24]韩琦.基于专业口译模式的大学英语听说策略研究[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[25]黄鑫亭.双色场模式产生阿秒脉冲的理论探究[D].大连海事大学,等离子体物理,2013,硕士.
[26]汪文生,王立杰.应用商务智能技术探索采掘业ERP系统研究的新途径[J].煤炭经济研究,2005,08:31-33.
[27]刘春娜.石墨烯在化学与物理电源中的应用[J].电源技术,2014,06:995-996.
[28]官强.越江隧道联络通道冻结施工中衬砌结构受力与变形规律研究[D].中国矿业大学,岩土工程,2014,硕士.
[29]常勇.船载航行数据记录系统及其关键技术的研究[D].武汉理工大学,轮机工程,2004,硕士.
[30]黄兵,胡作进,周献中.优势模糊粗糙模型及其在审计风险评估中的应用[J].控制与决策,2009,06:899-902.
[31]赵聪.便携式电子鼻优化设计及其在呼吸和食品检测中的应用[D].浙江大学,2013.
[32]尹国桃.中日文学作品中“移就”修辞现象的对比研究[D].南京农业大学,日语语言文学,2012,硕士.
[33]记者冯卫东.只需一滴血即可测癌症和霍乱[N].科技日报,2015-06-25001.
[34]周长长.短纤维增强聚合物气辅注射成型的模拟及实验研究[D].南昌大学,材料加工工程,2014,硕士.
[35]张翔南.提高定位控制系统的可靠性和快速性[J].冶金自动化,1987,04:56-58.
[36]王美玉,宋魁友.新媒体艺术在展示中的应用[J].艺术科技,2013,09:89.
[37]李冬.导电聚噻吩衍生物共价固定不同氧化酶构建电化学生物传感器[D].江西农业大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[38]邓雨晨.基于混沌和量子特性的MBE-SSP控制码序列的产生及安全性研究[D].西北大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[39]殷长春.赤道向频率域电磁测深三维电磁模拟技术研究[J].石油地球物理勘探,1994,06:746-753+757-800.
[40]沈云龙.碳纳米管内吸附NF_3的理论研究[D].吉林大学,2010.
[41]吴伟池.关系嵌入性、外部知识搜索与创新绩效的关系[D].浙江大学,2013.
[42]帕曲.《大乘起信论》人生哲学研究[D].西北师范大学,伦理学,2013,硕士.
[43]何艳峰.用于提高稻草厌氧消化性能的固态氢氧化钠化学预处理方法与机理研究[D].北京化工大学,环境工程,2008,博士.
[44]刘莹莹.一氧化碳中毒迟发性脑病与核磁共振及实验室检查的关联性研究[D].延安大学,内科学,2014,硕士.
[45]刘洋,李承楚.地震资料信噪比估计的几种方法[J].石油地球物理勘探,1997,02:257-262+304.
[46]周光辉.流通过程的物流信息分析处理研究[D].浙江大学,2004.
[47]张婧.EMT标记蛋白在口腔鳞癌组织中的表达及其临床意义[D].大连医科大学,口腔临床医学,2012,硕士.
[48]孔军.高速摩擦抛光金刚石用抛光盘的研制[D].大连理工大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[49]杜志刚.个人信用评估与数据挖掘概述[J].华南金融电脑,2004,03:8-11.
[50]翟秋瑛.基于可达性的不确定图查询研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.