基于MODBUS協議的礦用高壓組合開關綜合控制器的研制

  引言

礦用高壓組合開關在帶式輸送機，轉載機，采煤機等重型設備應用十分廣泛，是煤礦井下供配電的主要設備。綜合控制器對組合開關控制的目的是當系統中有控制操作或故障發生時，控制器控制組合開關動作實現切斷或閉合組合開關，以實現對設備的控制和保護功能。現在煤礦生產中使用的礦用高壓組合開關，控制器核心芯片一般采用單片機，存在信號處理速度慢，硬件設計復雜等缺點。近年來數字信號處理器(Digital Signal Processor)在功能、處理速度和處理能力方面都取得了劃時代的突破，并廣泛應用在數據通信、自動控制等領域，廣受設計者青睞。MODBUS是MODICON公司于1979年提出的一種通信協議，經過多年的實際應用，已經成為一種應用于工業控制器上的標準通信協議，并且廣泛應用在煤礦生產的FCS（現場總線控制系統）中。本文針對煤礦生產現場的實際情況，設計并實現一種基于DSP和MODBUS協議的綜合控制器，其基本任務是通過對供電線路參數及電機溫度的采集和處理，得出相應的控制和保護信息，以實現組合開關的動作。而且，綜合控制器有MODBUS總線接口，可以和PLC以及監控計算機通信進行遠程監控。

1 硬件總體結構及工作原理

綜合控制器硬件主要由DSP及其外圍電路所構成的最小系統、開關量輸入電路、A/D信號采集和調理電路、開關量輸出電路、液晶顯示電路，鍵盤電路^[1]，片外擴展RAM，JTAG仿真口電路，MODBUS總線接口電路等部分組成，綜合控制器總體結構如圖1所示。

該控制器有三種工作方式：閉鎖、手動和集控方式。其中集控有兩種工作模式：模式一是線路1和2分別控制1#電機和2#電機，這時雙速切換開關不起作用，可實現1#電機和2#電機主從控制；模式二是線路1和2控制同一臺電機，該電機須是雙速電機，這時通過切換雙速開關3KM可實現調速。手動

圖1 綜合控制器硬件總體結構圖

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