許偉建

【摘要】針對目前礦用組合開關(guān)在井下維修不方面，抗干擾能力差，PLC控制系統(tǒng)處理速度較慢等特點，提出了DSP處理器芯片TMS320F28335作為控制回路的控制核心，實際測試結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)能使組合開關(guān)正常運(yùn)行可靠，快速準(zhǔn)確實施數(shù)據(jù)上傳、維護(hù)和在線程序更新，確保煤礦企業(yè)井下的安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】組合開關(guān);DSP;控制應(yīng)用

引言

由于煤礦地下潮濕，瓦斯煤塵積聚、負(fù)荷波動較大，工況不穩(wěn)定等事故都會對電氣設(shè)備的絕緣度下降，同時由于工作人員生產(chǎn)過程中操作或維護(hù)不當(dāng)、模塊或運(yùn)輸設(shè)備擠壓等都會使輸出電線路的導(dǎo)線斷裂，導(dǎo)致漏電或單相接地故障，這些故障若不及時排除，將導(dǎo)致絕緣擊穿，發(fā)生三相或兩相短路事故，短路事故產(chǎn)生的電弧能量會引起瓦斯、煤塵爆炸。將直接危害到人身安全，為了避免故障的發(fā)生，有效減小事故范圍，設(shè)計一套高性能，易操作，干擾性強(qiáng)的智能保護(hù)系統(tǒng)是非常有必要的。

組合開關(guān)一般都具有，過壓、欠壓、漏電閉鎖、漏電保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)等功能，本著精工生產(chǎn)、性能優(yōu)越、運(yùn)行穩(wěn)定、操作直觀、維修方便快捷的原則，我們在原來開關(guān)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了模塊優(yōu)化設(shè)計，提高了開關(guān)的穩(wěn)定性能，具有可操作性 和可維護(hù)性，大大的提高了生產(chǎn)效率。

圖1 DSP控制系統(tǒng)圖

1.DSP控制系統(tǒng)設(shè)計

如圖1所示。起動器控制保護(hù)采用以16位、32MIPS電機(jī)數(shù)字化控制專用處理器為核心的DSP數(shù)據(jù)采集和處理模塊，實現(xiàn)全數(shù)字化處理、控制、保護(hù)、中文顯示、故障診斷和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等功能。多個DSP數(shù)字信號處理間，采用CAN總線，形成高速控制局域網(wǎng)。

2.特點

1）CAN總線：設(shè)有通訊接口，可接入自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)，接收遠(yuǎn)方遙信、遙測、遙控、遙調(diào)命令，實現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和工作參數(shù)等信息的遠(yuǎn)傳和設(shè)備的程序控制。

2）人機(jī)界面：采用10.4″中文液晶顯示器，實時顯示起動器各模塊器件工作狀態(tài);先導(dǎo)、通訊狀態(tài);電流、電壓、功率、絕緣電阻;故障類別、故障點;當(dāng)前日期、時間、電網(wǎng)頻率、箱內(nèi)環(huán)境溫度等?？刹樵冊?jīng)發(fā)生過的故障，并具有故障原因長期記憶查詢功能。

3）驅(qū)動單元控制：驅(qū)動單元的控制電路通過安裝于其后的控制接插件與起動器的控制系統(tǒng)連接。控制接插件的座及母線排安裝在機(jī)芯架的背后。當(dāng)驅(qū)動單元沿機(jī)芯架軌道推進(jìn)到位時，驅(qū)動單元的主、控制回路對接將自動完成。

4）控制、保護(hù)：起動器的控制、保護(hù)系統(tǒng)由電源模塊DY、控制模塊ZHK、試驗?zāi)KZHSY、處理模塊ZH、調(diào)理模塊ZHB、鍵盤、液晶顯示器等組成，運(yùn)用了DSP數(shù)字信處理、CAN現(xiàn)場總線、自適應(yīng)檢測和網(wǎng)絡(luò)化接口等創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字化處理、控制、保護(hù)、中文顯示、故障診斷和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等功能。

5）各回路工作模式與工作方式根據(jù)現(xiàn)場需要可任意組合，任意設(shè)定。如圖2。

3.單回路控制電路工作原理

如圖3所示，當(dāng)回路得電后，DSP系統(tǒng)發(fā)出漏電閉鎖控制指令，經(jīng)過DA：A2，使KH1、KH2、KH3繼電器得電，輔助觸點閉合，開始漏電閉鎖檢測，當(dāng)回路中有漏電故障時，DA：C8點會檢測到漏電信號，經(jīng)CAN總線傳輸?shù)紻SP系統(tǒng)，顯示漏電閉鎖故障，此時DSP發(fā)出吸合指令經(jīng)過DA：A3，K1繼電器不能吸合，并且報中間繼電器故障，當(dāng)漏電閉鎖故障排除后，經(jīng)DSP系統(tǒng)判斷確認(rèn)后，發(fā)下吸合指令，K1繼電器吸合，使得接觸器線圈得電，接觸器吸合，5S內(nèi)，若DSP系統(tǒng)能接受到接觸器返回信號（DA：A4、A5），則正常吸合，進(jìn)入工作狀態(tài)，同時漏電保護(hù)實施保護(hù);反之，系統(tǒng)有接觸器和中繼故障報出，同時系統(tǒng)發(fā)出停機(jī)指定，接觸器釋放，故障排除后，正常吸合。

4.系統(tǒng)檢測

DSP控制系統(tǒng)具有過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、漏電閉鎖保護(hù)、漏電保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)、后備保護(hù)等基本功能，同時還具有故障診斷、非正常起停機(jī)信息提示、故障錄波、電度計量、電機(jī)溫度檢測、在線程序更新、數(shù)字礦山配套等功能，方便于用戶記錄查找，原因分析和故障排除等提供幫助。

5.結(jié)語

組合開關(guān)的DSP控制系統(tǒng)設(shè)計，使之前的結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，具可操作性和維修性，增強(qiáng)了保護(hù)的靈活性、可操作性，建立了良好的人機(jī)界面互動，提高了判斷故障和維修故障的效率，實踐證明，該組合開關(guān)的DSP控制系統(tǒng)設(shè)計，在煤礦企業(yè)中得到了一致好評，為用戶提高了工作效率，同時對井下安全問題得到了有效保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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