Download miễn phí Đồ án Thiết kế và chế tạo rơle bảo vệ sa thải tải theo tần số
MỤC LỤC
Chương I Trang
Đặt vấn đề và nhiệm vụ thư
I. Đặt vấn đề 1
II. Nhiệm vụ thư 3
Chương II
Tổng quan về Rơle số
I. Khái niệm về Rơle số 4
II. Một số chủng loại Rơle thành bộ ngày nay 6
1. Rơle bảo vệ đường dây truyền tải 6
2. Rơle bảo vệ đường dây phân phối 8
3. Rơle bảo vệ máy biến áp 9
4. Rơle bảo vệ động cơ 10
5. Rơle bảo vệ máy phát 11
6. Rơle bảo vệ thanh cái 12
7. Các loại rơle khác 13
III. Các loại sự cố 14
1. Sự cố quá tải 14
2. Sự cố quá dòng 14
3. Sự cố tần số thấp 17
Chương III
Sơ đồ khối và thiết kế phần cứng
I. Sơ đồ khối 18
II. Thiết kế phần cứng 18
1. Mạch lọc thông thấp và chuẩn hoá tín hiệu 18
2. Khối xử lý và điều khiển 22
2.1 Cổng vào ra song song 22
2.2 Cấu trúc bộ nhớ 24
2.3 Một số thanh ghi của AT90S8535 25
2.4 Timer/Counter của AT90S8535 28
2.5 Watchdog Timer của bộ vi điều khiển 30
2.6 Truy cập dữ liệu với EEPROM trong 31
2.7 Giao diện ngoại vi nối tiếp SPI 31
2.8 UART 32
2.9 Bộ so sánh tương tự 33
2.10 Bộ biến đổi ADC 34
3 Khối ngoại vi (LCD, Phím, RTC, EEPROM) 37
3.1 Phím 37
3.2 Mạch đối thoại LCD 39
3.3 Mạch RTC DS12887 40
3.4 Mạch giao tiếp với EEPROM 24C16 42
4. Khối truyền tin với máy tính 43
5. Khối điều khiển tiếp điểm 45
6. Khối nguồn nuôi 46
Chương IV
Modul phần mềm và lưu đồ thuật toán 49
Chương V
Đánh giá thiết bị 61
Phụ lục
Mã nguồn chương trình của Rơle 63
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-12-do_an_thiet_ke_va_che_tao_role_bao_ve_sa_thai_tai.MrYEDorubO.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-49160/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
máy biến áp có hệ số biến áp 220/12). Sau đó điện áp này được qua một bộ phân áp bởi R1 và R2 để áp trên R2 là:
Vậy để áp ra khỏi mạch chuyển đổi chuẩn hoá này đạt được 5V thì hệ số khuếch đại của mạch lọc này là . Khi đó áp ra là 2,16.3,2 = 6,9V.
Và sau đó điện áp này được đưa qua biến trở để hiệu chỉnh thành 5V. Sở dĩ phải làm như vậy vì điện trở được dùng có độ chính xác không cao, nên cần loại bỏ sai số do điện trở gây ra.
Điện áp ra khỏi mạch lọc được đưa vào mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ sau đó lọc san phẳng bằng 1 tụ hoá C2 = 4.7(mF).
Cũng từ điện áp ra khỏi mạch lọc này được đưa vào mạch biến đổi điện áp hình sin ra thành xung vuông có cả phần âm và phần dương. Hoạt động của mạch là so sánh điện áp vào với 0 nhờ một mạch so sánh LM393.
Khi Uvào > 0 thì Ura của LM393 là +5V
Khi Uvào < 0 thì Ura của LM393 là -5V
Hình 5: Mạch tạo xung vuông
Tần số của xung vuông này chính bằng tần số đầu vào từ máy biến áp của mạch. Để cắt bỏ phần âm của tín hiệu ta dùng một diode. Vì trong đồ án này sử dụng phương pháp đo tần số bằng cách đo chu kỳ do đó tìn hiệu xung vuông tần số được đưa vào chân ngắt INT0 để khởi động timer sau đó ta đếm thời gian của 2 lần ngắt chính là chu kỳ cần đo. Và ta có tần số f = 1/T.
2. Khối xử lý và điều khiển
Dòng vi điều khiển AVR là dòng xử lý 8 bit với cấu trúc havard, tập lệnh RISC với 118 lệnh, phần lớn là lệnh thực hiện trong một chu kỳ. Nhằm tìm hiểu những chức năng mạnh của dòng vi điều khiển này, trong đồ án này đã sử dụng loại vi điều khiển AT90S8535. Đây là sản phẩm của hãng Atmel và nó có những đặc tính như sau:
Bao gồm:
32 thanh ghi đa chức năng 8 bít.
Có thể đạt tới tốc độ 8 triệu lệnh/ giây với tần số đạt vào là 8 MHz.
8k bộ nhớ chưng trình flash có giao tiếp SPI ghi xoá được 1000 lần.
512 byte EEPROM ghi xoá 100,000 lần.
512 byte SRAM trong.
Chức năng ngoại vi gồm có :
1 ADC 10 bit 8 kênh.
2 Timer 8 bit các tần số định trước, và chế độ so sánh.
1 Timer 16 bit với tần số định trước có chế độ compare và capture.
Lập trình cho watchdog timer với tần số trên chíp
Có bộ so sánh tưng tự trên chíp.
Và có một số chức năng đặc biệt khác như :
Khởi động bằng mạch khởi động.
Có mạch Realtime clock với mạch dao động riêng và chế độ đếm.
Các nguồn ngắt trong và ngắt ngoài.
Ba chế độ ngủ: Idle, power save, power down.
2.1 Cổng vào ra song song:
Vi điều khiển AT90S8535 có 4 cổng và ra song song đó là PortA, PortB, PortC, PortD. Mỗi cổng của AVR có 3 thanh ghi đó là thanh ghi điều khiển hướng vào ra của dữ liệu (Data Direction Register), thanh ghi dữ liệu (Data Register), và thanh ghi PIN (Port Input Adress) khi đọc dữ liệu vào từ port thì ta chỉ việc đọc giá trị từ PIN.
Port A: Là cổng 8 bit 2 chiều. Các chân của cổng có sẵn điện trở treo cao bên trong. Đệm đầu ra cổng A có dòng sink 20mA và có thể điều khiển LED trực tiếp.Port A cũng có thể được dùng như các đầu vào của ADC. Các chân cổng A là 3 trạng thái khi Reset, và khi không có clock.
Port B Là cổng 8 bit 2 chiều. Các chân của cổng có sẵn điện trở treo cao bên trong. Đệm đầu ra cổng A có dòng sink 20mA và có thể điều khiển LED trực tiếp. Các chân cổng B còn có các chức năng khác như :
Các chân
Chức năng
PB0
T0 (đầu vào ngoài của T/C 0)
PB1
T1 (đầu vào ngoài của T/C 1)
PB2
AIN0(đầu vào dương của bộ so sánh tương tự)
PB3
AIN1(đầu vào âm của bộ so sánh tương tự)
PB4
(SPI slave select input)
PB5
MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
PB6
MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
PB7
SCK (SPI Bus Serial Clock)
Port C: Là cổng 8 bit 2 chiều vào ra, các thanh ghi điều khiển là DDRC, PORTC, PINC. Cũng như các cổng khác bộ đệm vào của port C có khả năng hút dòng tới 20mA nên có thể điều khiển trực tiếp LED. Còn hai chân PC6 và PC7 được nối với một bộ tạo dao động thạch anh 32.768 kHz để làm tần số hoạt động cho timer2 hoạt động như một bộ RTC. Khi đó hai chân này không còn chức năng là chân vào ra của cổng này nữa.
Port D Là cổng 8 bit 2 chiều vào ra, các thanh ghi điều khiển là DDRD, PORTD, PIND. Cũng như các cổng khác bộ đệm vào của port C có khả năng hút dòng tới 20mA nên có thể điều khiển trực tiếp LED. Ngoài ra các chân của Port D còn có các chức năng khác như sau:
Các chân
Chức năng
PD0
RxD (UART Input Line)
PD1
TxD (UART Output Line)
PD2
INT0 (đầu vào ngắt ngoài 0)
PD3
INT1 (đầu vào ngắt ngoài 1)
PD4
OC1B (Timer/Counter1 output compare B match output)
PD5
OC1A (Timer/Counter1 output compare A match output)
PD6
ICP (Timer/Counter1 input capture pin)
PD7
OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)
2.2 Cấu trúc bộ nhớ:
Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ Flash, dung lượng là 8k, được tổ chức 4kx16 bit. Bộ nhớ chương trình được truy nhập theo từng chu kỳ đồng hồ, và một lệnh được nạp vào thanh ghi lệnh. Thanh ghi lệnh nối với tệp 32 thanh ghi bằng cách lựa chọn xem thanh ghi nào sẽ được ALU sử dụng để thực thi lệnh. Lối ra của thanh ghi lệnh được giải mã bằng bộ giải mã lệnh để quyết định chọn tín hiệu nào sẽ được kích hoạt để hoàn thành lệnh hiện tại.
Bộ nhớ chương trình bên cạnh các lệnh lưu trữ, cũng chứa các vector ngắt bắt đầu từ địa chỉ $0000h. Chưong trình hiện tại sẽ bắt đầu ở vị trí phía bên kia vùng dùng cho các vetor ngắt. AVR có 13 vector ngắt như sau:
Địa chỉ
Vector
Giải thích
$0000
Reset
;Reset handler
$0001
EXT_INT0
;IRQ0 handler
$0002
XT_INT1
;IRQ1 handler
$0003
ETIM_CAPT
;Timer1 capture handler
$0004
TIM1_COMA
;Timer1 compareA handler
$0005
TIM1_COMB
;Timer1 compareB handler
$0006
TIM1_OVF
;Timer1 over flow handler
$0007
TIM0_OVF
;Timer0 oveflow handler
$0008
SPI_STC
;SPI transfer complate handler
$0009
UART_RxC
;UART Rx complate ;handler
$000A
UART_DRE
;UART UDR empty handler
$000B
UART_TxC
;UART Tx complate handler
$000C
ANA_COMP
;Analog compare handler
Bộ nhớ dữ liệu có tất cả 5 phần khác nhau:
Một tệp thanh ghi (register file) với 32 thanh ghi 8 bit từ R0¸R31.
64 thanh ghi vào ra (I/O), mỗi thanh 8 bit.
Bộ nhớ SRAM bên trong, có dung lượng 512 byte. Bộ nhớ SRAM được sử dụng cho ngăn xếp cũng như để lưu trữ các biến. Trong thời gian ngắt và đoạn gọi chưng trình con, giá trị hiện tại của con trỏ chưng trình được lưu trữ trong ngăn xếp. Kích thước của ngăn xếp phụ thuộc vào SRAM trên chip. Vị trí của ngăn xếp được chỉ bởi con trỏ ngăn xếp. Con trỏ ngăn xếp là thanh ghi có độ dài 2 byte. Con trỏ ngăn xếp cần được khởi tạo sau khi reset, và trước khi ngăn xếp được sử dụng.
Bộ nhớ SRAM bên ngoài, sử dụng các cổng để truy nhập bộ nhớ và dữ liệu bên ngoài.
EEPROM được truy nhập theo bn đồ bộ nhớ riêng. AVR 908535 có 512 EEPROM, địa chỉ bắt đầu từ $000. Việc đọc EEPROM diễn ra nhanh hơn việc ghi vào. có thể ghi được 100,000 lần.
2.3 Một số thanh ghi của AVR AT90S8535:
Thanh ghi trạng thái SREG:
Thanh ghi trạng thái có 8 bit cờ đóng vai trò báo hiệu trạng thái hiện tại của bộ xử lý. Tất c các bit đó được xoá khi reset và có thể được đọc và ghi bởi chương trình.
7
6
5
4
3
2
1
0
I
T
H
S
V
N
Z
C
I : cho phép ngắt toàn cục. Việc thiết lập bit này cho phép tất cả ngắt. Xoá bit này cấm hết tất cả ngắt
T : bit copy storage. được sử dụng với lệnh nạp và lưu trữ bit để nạp hay lưu trữ các bit từ mộ...
