矿用防爆开关智能保护器研制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年6月矿业安全与环保第33卷第3期矿用防爆开关智能保护器的研制王娜，韩治华(1．长安大学建筑工程学院，陕西西安710061；2．重庆工程职业技术学院，重庆400037)摘要：介绍了采用89C52单片机、串行A／D转换器MAX192，串行接口LED数码管及键盘管理器件ZLG7289设计矿用防爆开关智能保护器的整体方案，以及电流采样、短路和过载保护的程序设计。关键词：防爆开关i智能保护器i短路及过载保护中圈分类号：TD679文献标识码：A文章编号：1008

2、—4495(2006)03—0038—03由于矿井中存在粉尘、瓦斯等易燃易爆介质，要管理器件ZLG7289。这两种器件所需外围元件少，求矿井中的开关是防爆型的。对这类开关配备智能既满足体积小的要求，又增强了系统的可靠性，同时保护装置十分必要。本保护器用于对电压为660V由于单片机的数据线不用外引，其引入的干扰也降或l140V、电流630A以下的防爆开关的智能保护。低了。此时89C52所有的121均作为I／0口。总体框图见图l。1保护器的功能1)投切功能：正常情况下，可对开关进行合闸电(投入运行)操作；出现异

3、常情况时，对开关进行分闸电(切断电源)操作。89C522)保护功能：具有欠压保护、过载及短路保护、漏电保护功能，一旦出现以上故障，即可通过投切功能，切断电源。3)监测功能：对风机及温控设备故障信号进行图1保护器总体框图监测，一旦这些设备出现故障，即可通过投切功能切断电源。3串行口D转换器MAX192的使用。4)显示功能：动态显示当前运行的电压电流值，出现故障时可显示故障类型及参数。MAX192是8通道lO位A／D转换器。采样频率5)通信功能：可通过RS一485通信121与地面的133kI-Iz，精度和速度均

4、满足本装置的需要。图2为上位机进行通信，接收上位机的设置命令，报告当前MAX192与89C52的接口电路，两者之间只用了4根运行参数。连线。2总体设计本保护器主控单元采用89C52单片机，在外围电压设备选择上，考虑受环境限制，保护器必须安装在开电流关本体内，以达到矿井防爆技术的要求。而开关内的空间十分有限，从减小保护器体积和提高抗干扰能力出发，A／D转换器选用串行通信的MAX192。显示及键盘接口电路选用串行接口LED数码管及键盘收稿日期：2005—10—10；2005—11—18修回作者简介：王娜(195

5、5一)，女，陕西西安人。副教授，理图2MAX192与89C52的接口电路学学士。研究方向为电气技术及建筑智能化。-38·维普资讯http://www.cqvip.com0O2006年6月矿业安全与环保第33卷第3期OOMAX192的CH0一CH7为输入通道，本装置的I)7D00lCH0作为电压信号输入，CH1作为电流信号输入。+当片选端西为低电平时，时钟线SCLK每来一西为低电平时，SCLK每来一个下降沿，允许二一个上升沿，允许有1位二进制数由DIN口进入进制数据由BOUT输出，CPU以这种方式读取A／D+

6、MAX192，CPU以这种方式向A／D转换器发出控转换结果。当西为高电平时，数据不可能由DIN进一制字。入，同时输出口DOUT为高阻态。CPU通过向MAX192写入控制字来启动某一通将控制字写入MAX192，并将A／D转换结果(10道的A／D转换，控制字的格式为位2进制数)读人单片机，子程序见图3。各位含义如下：一#08H．8位计数PI．一0，使西有效START为1时起动A／D开始转换(先为0)。NOP’sGI／丽用来选择信号的输入模式(单端输入模A左移1值．最高位进C囱lIlICBN—kO。P=P0△¨I

7、lPiC：C迭DIN式sGI庙：1，双端输入模式SG廊=0)。．2Pl00SEL2，SELl，SEL0三位共有8种组合，用来选择NOP，NOPPIm1R3一A．A清霉信号的不同通道。这种选择也因SGL／DIF的不同而R，一#08．低8位计有表l和表2的区别。Y●表1单端输入模式(SGI_／一DIF-1)时的通道选择NOP，NOPCLRASEI_2SELlSEL0CHOCH1CH2CH3CH4CH5CH6O17AGNDR，一#02H；高2位计数0‘00+．PI，1；P13+_作榆入1OO+晕OO1+一A1O1

8、+一Plll，使CS无O1O+一1lO+__图3子程序ADSS框图Ol1+一11l+～人口：控制字已在寄存器A中。裹2双端输入模式(sGU=0)时的通道选择出口：10位二进转换结果已存在单片机的R3SEL2SEL1SE【DC}DCHlCH2CH3CH4CH5CH6CH7(高2位)和R2(低8位)中。4电流采样和过载短路的处理4．1电流值计算按照MAXIM公司给出的指标，MAX192A／D转换器满输出时的输入电压值