專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種電動(dòng)機(jī)控制器及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案涉及一種電動(dòng)機(jī)控制器及控制方法。技術(shù)背景目前，在電動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域，軟起動(dòng)器、變頻器，電動(dòng)機(jī)控制器及傳統(tǒng)的熱繼電器并存。熱繼電器保護(hù)功能單一，調(diào)整、設(shè)定不準(zhǔn)確且不帶通訊功能；軟起動(dòng)器偏重于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程，主要應(yīng)用于風(fēng)機(jī)，泵類(lèi)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系的場(chǎng)合；變頻器的調(diào)速、控制、保護(hù)功能強(qiáng)，但價(jià)格高，同時(shí)軟起動(dòng)器，變頻器的使用或多少對(duì)電網(wǎng)造成一定的污染。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種電動(dòng)機(jī)控制器及控制方法，以達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)直接、正反轉(zhuǎn)、星三角啟動(dòng)方式的控制，并通過(guò)采樣電動(dòng)機(jī)三相電流、電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)三相電流、電壓有效值，電網(wǎng)頻率，有功功率，無(wú)功功率及功率因數(shù)測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)載、漏電、斷相、三相不平衡、過(guò)壓、欠壓及輕載保護(hù)，通過(guò)串行接口與中央控制室計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊功能，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)對(duì)分布在不同位置的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)控的目的。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電動(dòng)機(jī)控制器，包括與各模塊相連接的控制電源，具有A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的單片機(jī)()，繼電器輸出模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊，看門(mén)狗模塊、鍵盤(pán)輸入電路，其特征在于所述的單片機(jī)分別通過(guò)電壓濾波放大模塊、電流濾波放大模塊與電壓互感器、電流互感器相連接；并分別通過(guò)數(shù)據(jù)總線、選通模塊與LCD顯示器、總線驅(qū)動(dòng)模塊相連接;所述的單片機(jī)還通過(guò)通訊接口模塊與中央控制室計(jì)算機(jī)相連接；所述的中央控制室計(jì)算機(jī)，用于通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)、通訊接口模塊直接對(duì)127臺(tái)以下所述的電動(dòng)機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙信功能。電動(dòng)機(jī)控制器，所述的電流互感器包括三相電流互感器和零序電流互感器。電動(dòng)機(jī)控制器，所述的三相電流互感器為測(cè)量范圍為IO額定值的三相一體式電流互感器。電動(dòng)機(jī)控制器，所述的繼電器輸出模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊通過(guò)光電隔離模塊與單片機(jī)相連接。電動(dòng)機(jī)控制器，所述的單片機(jī)型號(hào)為80C196KC;通訊接口模塊型號(hào)為MAX487。本發(fā)明另一種技術(shù)方案是，一種電動(dòng)機(jī)控制器控制方法，所述的控制器程序流程執(zhí)行下列步驟；a)開(kāi)始步驟；控制器上電，禁止所有中斷，延時(shí)使裝置可靠復(fù)位；b)初始化步驟，用于各功能模塊初始化，RAM清零，設(shè)定值保護(hù)值的裝入；c)自檢判斷步驟，用于控制器自檢CPU，NRAM，LCD及外部接觸器接線，判斷控制器是否有故障，如果是，停機(jī)并顯示自檢故障；若否，進(jìn)入外部中斷步驟；d)外部中斷步驟，用于按鍵響應(yīng)；通訊中斷步驟；e)通訊中斷步驟，用于接收上位機(jī)命令及響應(yīng)，執(zhí)行完通訊中斷步驟后，進(jìn)入通訊服務(wù)子程序；f)按鍵中斷步驟，用于讀鍵，確認(rèn)有效鍵，執(zhí)行完按鍵中斷步驟后，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置步驟，g)參數(shù)設(shè)置步驟用于通信站號(hào)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式，整定值，保護(hù)值及控制方式的設(shè)置，h)起動(dòng)步驟，用于按參數(shù)設(shè)置步驟設(shè)定的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)；i)判斷步驟，用于判斷接觸器是否吸合，如果否，進(jìn)入停機(jī)判斷步驟，判斷是否停機(jī)，如果是，進(jìn)入停機(jī)步驟；若是，進(jìn)入信號(hào)采樣及處理步驟；j)信號(hào)采樣及處理步驟，用于根據(jù)電壓互感器、電流互感器變換輸入的模擬信號(hào)經(jīng)預(yù)處理，A/D轉(zhuǎn)換后，CPU再利用一套單片機(jī)能夠執(zhí)行的算法計(jì)算出電流、電壓、功率等參數(shù)的值；k)故障判斷步驟，用于根據(jù)信號(hào)采樣及處理步驟計(jì)算出電流、電壓、功率等參數(shù)的值判斷電動(dòng)機(jī)是否有故障，如果是，進(jìn)入故障處理子程序，若否，進(jìn)入顯示判斷步驟；l)故障處理子程序，用于根據(jù)測(cè)量值，用故障判據(jù)判斷出故障類(lèi)型，并做出相應(yīng)處理；m)顯示判斷步驟，用于判斷是否有顯示，如果否，程序?qū)⑦M(jìn)入顯示服務(wù)子程序和返回信號(hào)采樣及處理步驟;若是，則進(jìn)入通訊處理步驟;n)通訊處理步驟(115)，用于一方面按上位機(jī)命令執(zhí)行控制和數(shù)據(jù)處理，另一方面為上位機(jī)準(zhǔn)備應(yīng)答數(shù)據(jù)；o)按鍵處理步驟，用于根據(jù)鍵的內(nèi)容，執(zhí)行相應(yīng)地操作，執(zhí)行完按鍵處理步驟后，返回信號(hào)采樣及處理步驟。一種電動(dòng)機(jī)控制器控制方法，所述的故障處理子程序包括下列步驟；p)數(shù)據(jù)處理步驟，用于對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；q)堵轉(zhuǎn)判斷步驟，用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否堵轉(zhuǎn)，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入接地漏電判斷步驟，若堵轉(zhuǎn)保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；r)接地漏電判斷步驟，用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用接地漏電保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入過(guò)載判斷步驟，若接地漏電保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；s)過(guò)載判斷步驟；用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否過(guò)載，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、反時(shí)限到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用過(guò)載保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入電流不平衡判斷步驟，若過(guò)載保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；t)電流不平衡判斷步驟，用于根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用電流不平衡保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入過(guò)電壓判斷步驟，若電流不平衡保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；u)過(guò)電壓判斷步驟;用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否過(guò)電壓，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用過(guò)電壓保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入欠電壓判斷步驟，若過(guò)電壓保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；v)欠電壓判斷步驟，用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否欠電壓，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用欠電壓保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入輕載判斷步驟，若欠電壓保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；w)輕載判斷步驟；用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否輕載，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用輕載保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)行故障報(bào)警燈刷新步驟，退出故障判斷程序，返回?cái)?shù)據(jù)處理步驟，若輕載保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理?？刂破骺刂品椒?，所述過(guò)載判斷步驟中設(shè)有16種過(guò)載保護(hù)反時(shí)限曲線(K=0_15)對(duì)應(yīng)1.2Is(設(shè)定電流)時(shí)的過(guò)載電流I的平方數(shù)與動(dòng)作時(shí)間成反比(1^1.1Is判斷為過(guò)載)。一種電動(dòng)機(jī)控制器及控制方法，由于采用上述結(jié)構(gòu)和控制方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)；(1)代替電流、電壓表，顯示燈，按鈕，時(shí)間繼電器，熱繼電器。(2)三相一體式電流互感器，測(cè)量范圍達(dá)10倍額定值，測(cè)量精度0.5級(jí)。(3)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，遙控，遙調(diào)，遙信功能；無(wú)須中繼器，通訊接口支持多達(dá)127臺(tái)從機(jī)互連。(4)診斷功能對(duì)自身，斷路器，接觸器的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)。(5)故障記錄；記錄最近8次故障停車(chē)原因，斷電，復(fù)位不丟失。(6)16條過(guò)載保護(hù)曲線可滿(mǎn)足多種電動(dòng)機(jī)的要求；利用電流不平衡率，實(shí)現(xiàn)線路斷路和電機(jī)單相繞組斷相的準(zhǔn)確保護(hù)。(7)多種保護(hù)功能，按實(shí)際需要進(jìn)行投退；執(zhí)行方式報(bào)警，停車(chē)可選；延時(shí)時(shí)間可設(shè)定。保護(hù)響應(yīng)時(shí)間約10ms。(8)漏電/接地保護(hù)即可采用內(nèi)部電流矢量合計(jì)算，也可采用外加漏電互感器采樣。該電動(dòng)機(jī)控制器適用于頻率50Hz，額定電流小于等于630A，AC660V以下電壓等級(jí)的三相異步電動(dòng)機(jī)回路。通過(guò)專(zhuān)用的電流互感器和一路線電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)回路的電壓，電流，進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，經(jīng)16位單片機(jī)對(duì)測(cè)量值與保護(hù)設(shè)定值進(jìn)行比較判斷出電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、斷相、輕載、三相不平衡、接地/漏電、欠壓、過(guò)壓等故障的準(zhǔn)確，快速保護(hù)；配合外部電路，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的直接、可逆、星三角等方式的起動(dòng)，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)對(duì)分布在不同位置的多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)控。圖1為本發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)控制器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的采樣電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1所示的鍵盤(pán)輸入電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)控制器通訊框圖；圖5為本發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)控制器控制程序流程圖；圖6為圖5所示的故障處理子程序流程圖；圖7為本發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)控制器過(guò)載保護(hù)曲線圖；在圖1圖4中，1、單片機(jī)，2、電壓濾波放大模塊，3、電流濾波放大模塊，4、電壓互感器，5、三相電流互感器，6、零序電流互感器，7、通訊接口模塊，8、鍵盤(pán)輸入電路，9、編碼器，10、數(shù)據(jù)總線，11、LCD顯示器，12、總線驅(qū)模塊，13、看門(mén)狗模塊，14、選通模塊，15、繼電器輸出模塊，16開(kāi)關(guān)量輸入模塊，17、光電隔離模塊，18、計(jì)算機(jī)。具體實(shí)施方式下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、控制方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖l、圖4所示，一種電動(dòng)機(jī)控制器，包括與各模塊相連接的控制電源，具有A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的單片機(jī)1，單片機(jī)1型號(hào)為80C196KC;繼電器輸出模塊15、開(kāi)關(guān)量輸入模塊16，看門(mén)狗模塊13、鍵盤(pán)輸入電路8，所述的單片機(jī)l分別通過(guò)電壓濾波放大模塊2、電流濾波放大模塊3與電壓互感器4、電流互感器相連接；并分別通過(guò)數(shù)據(jù)總線IO、選通模塊14與LED顯示器11、總線驅(qū)動(dòng)模塊12相連接；所述的單片機(jī)1還通過(guò)通訊接口模塊7與中央控制室計(jì)算機(jī)18相連接；通訊接口模塊7型號(hào)為MAX487。所述的中央控制室計(jì)算機(jī)18，用于通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)、通訊接口模塊7直接對(duì)127臺(tái)以下所述的電動(dòng)機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙信功能。計(jì)算機(jī)18與電動(dòng)機(jī)控制器通過(guò)RS485物理接口，遵循M0DBUS通信協(xié)議。最高傳輸速率19200bps，傳輸距離可達(dá)1200m。一臺(tái)計(jì)算機(jī)18可以直接與127臺(tái)從機(jī)(電動(dòng)機(jī)控制器)進(jìn)行通信，加中繼器可擴(kuò)展至247臺(tái)。電流互感器包括三相電流互感器5和零序電流互感器6。三相電流互感器5為測(cè)量范圍為IO額定值的三相一體式電流互感器。繼電器輸出模塊15、開(kāi)關(guān)量輸入模塊16通過(guò)光電隔離模塊17與單片機(jī)1相連接。參見(jiàn)圖2，采樣電流信號(hào)通過(guò)特制的三相一體電流互感器5(可測(cè)量到IO倍In額定電流)采樣，經(jīng)電壓、電流轉(zhuǎn)換，三相信號(hào)分3路測(cè)量3路MIa、MIb、MIc;保護(hù)3路PIa、PIb、PIc;三相矢量和接地/漏電Ig;測(cè)量量程為02In;保護(hù)量程為210In。同時(shí)兼顧測(cè)量，保護(hù)值精度。接地/漏電信號(hào)三相矢量和接地/漏電Ig或外加零序電流互感器輸入，兩者選一。采樣電壓信號(hào)電壓互感器4的AC線電壓Uac。以上8路信號(hào)經(jīng)調(diào)理放大后，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)內(nèi)置AD適用的模擬信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)l程序?qū)崟r(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)回路電流電壓，達(dá)到檢測(cè)，保護(hù)電動(dòng)機(jī)的目的。電動(dòng)機(jī)控制器要求一個(gè)工頻周期(20ms)內(nèi)完成三相電流、電壓的采樣。因此采樣過(guò)程只能按如下步驟進(jìn)行每1路在一個(gè)周期內(nèi)采樣W(—相電壓或電流一個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)iV^12，本裝置選16個(gè)點(diǎn)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，得到iV個(gè)瞬時(shí)值，依次存入內(nèi)存，直至8路測(cè)完，共測(cè)得87V值。求取電力參數(shù)按照均方根計(jì)算公式(離散的有效值)求出電壓、電流有效值。完成信號(hào)的采集，處理。按鍵處理；任何種類(lèi)的鍵盤(pán)輸入都會(huì)遇到觸頭抖動(dòng)以及操作時(shí)按下多余按鍵的誤操作等現(xiàn)象。在單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，現(xiàn)大都采用鍵盤(pán)顯示器接口芯片8279來(lái)解決以上問(wèn)題。但8279芯片本身體積大(40引腳)，與CPU接口線多且長(zhǎng)，若本裝置采用8279芯片，由于主板和鍵盤(pán)輸入與顯示板是兩塊獨(dú)立的功能板，這樣一方面增加了布線體積，另一方面容易引起干擾。因此，電動(dòng)機(jī)控制器設(shè)計(jì)了如圖3所示的鍵盤(pán)輸入。鍵盤(pán)輸入的響應(yīng)是以外部中斷的方式處理的，讀鍵就是讀編碼器9。其實(shí)現(xiàn)原理為當(dāng)有K1K7中一鍵按下時(shí)，此按鍵處變成低電平，該信號(hào)一路通過(guò)74HC30(8輸入與非門(mén))引起外部中斷，另一路通過(guò)74HC148(編碼器9)傳入單片機(jī)i(80C196KC)的P0口，CPU通過(guò)讀P0口狀態(tài)來(lái)確定是那一個(gè)按鍵輸入，最后轉(zhuǎn)入相應(yīng)按鍵處理程序。若同時(shí)按下兩按鍵，編碼器9讀得為非法輸入，不予以處理。8端輸入與非門(mén)和編碼器9都具有緩沖功能，這樣消除了鍵輸入的抖動(dòng)問(wèn)題，使鍵盤(pán)輸入既簡(jiǎn)單又可靠。電動(dòng)機(jī)控制器要完成測(cè)量、控制、保護(hù)、通信的功能，僅有硬件結(jié)構(gòu)是不能工作的，還需一套功能完備的軟件系統(tǒng)來(lái)加以驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)控制器相當(dāng)于單個(gè)元件，由上位計(jì)算機(jī)通過(guò)通信導(dǎo)線把它組成通訊網(wǎng)絡(luò)。因此電動(dòng)機(jī)控制器軟件分下位機(jī)軟件(電動(dòng)機(jī)控制器軟件)和上位機(jī)軟件兩部分。本發(fā)明重點(diǎn)研究下位機(jī)軟件。電動(dòng)機(jī)控制器功能要求及硬件結(jié)構(gòu)決定了軟件的實(shí)現(xiàn)方案。電動(dòng)機(jī)控制器軟件工作過(guò)程是單片機(jī)上電復(fù)位，初始化，完成自檢(外部接線，自身硬件)后，使電動(dòng)機(jī)按預(yù)先設(shè)定的方式起動(dòng)；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后，由互感器變換得到的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理，A/D轉(zhuǎn)換變成CPU能夠處理的數(shù)字信號(hào)，CPU根據(jù)軟件算法完成參數(shù)的測(cè)量；再用測(cè)量值與保護(hù)整定值進(jìn)行比較，若超出，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，否則進(jìn)行循環(huán)測(cè)量；通信是由上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的，電動(dòng)機(jī)控制器作為一個(gè)通信單元被動(dòng)響應(yīng)。從功能要求上看，單片機(jī)的工作命令來(lái)源有兩個(gè)，一個(gè)是鍵盤(pán)輸入；另一個(gè)是上位計(jì)算機(jī)通信。為了提高執(zhí)行速度，這兩部分響應(yīng)均采用中斷方式。電動(dòng)機(jī)監(jiān)控器應(yīng)具備的軟件功能有；參數(shù)設(shè)置:通信站號(hào)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式，整定值，保護(hù)值及控制方式的設(shè)置。信號(hào)采樣及處理由互感器變換輸入的模擬信號(hào)經(jīng)預(yù)處理，A/D轉(zhuǎn)換后，CPU再利用一套單片機(jī)能夠執(zhí)行的算法計(jì)算出電流、電壓、功率等參數(shù)的值。故障處理根據(jù)測(cè)量值，用故障判據(jù)判斷出故障類(lèi)型，并做出相應(yīng)處理。顯示及通訊以一主多從式的通訊網(wǎng)絡(luò)通信，主站要求，從站才被動(dòng)響應(yīng)。顯示的內(nèi)容實(shí)時(shí)性要求不高，單片機(jī)CPU有空閑才顯示。由于保護(hù)要求實(shí)時(shí)性高，因此故障處理也采用中斷方式，且級(jí)別高于通信中斷和鍵盤(pán)輸入中斷。參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)控制器控制程序流程圖；所述的控制器中單片機(jī)存貯控制程序，控制程序包括執(zhí)行下列步驟；a)開(kāi)始步驟100;控制器上電，禁止所有中斷，延時(shí)使裝置可靠復(fù)位，b)初始化步驟101，用于各功能模塊初始化，RAM清零，設(shè)定值保護(hù)值的裝入。c)自檢判斷步驟102，用于控制器自檢，用于控制器自檢CPU，NRAM，LCD及外部接觸器接線，判斷控制器是否有故障，如果是，進(jìn)入停機(jī)判斷步驟116判斷是否停機(jī)，如果是，進(jìn)入停機(jī)步驟118;若否，進(jìn)入外部中斷步驟103;d)外部中斷步驟103，用于按鍵響應(yīng)執(zhí)行完外部中斷步驟103后，進(jìn)入按鍵中斷步驟(104)、通訊中斷步驟105。e)通訊中斷步驟105，用于接收上位機(jī)命令及響應(yīng)，執(zhí)行完通訊中斷步驟(105)后，進(jìn)入通訊服務(wù)子程序107;f)按鍵中斷步驟(104),用于讀鍵，確認(rèn)有效鍵，執(zhí)行完按鍵中斷步驟104后，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置步驟106，g)參數(shù)設(shè)置步驟106用于通信站號(hào)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式，整定值，保護(hù)值及控制方式的設(shè)置，h)起動(dòng)步驟108，用于按參數(shù)設(shè)置步驟106設(shè)定的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)；i)判斷步驟109，用于判斷接觸器是否吸合，如果否，進(jìn)入停機(jī)判斷步驟116，判斷是否停機(jī)，如果是，進(jìn)入停機(jī)步驟118;若是，進(jìn)入信號(hào)采樣及處理步驟110;j)信號(hào)采樣及處理步驟110，用于根據(jù)電壓互感器、電流互感器變換輸入的模擬信號(hào)經(jīng)預(yù)處理，A/D轉(zhuǎn)換后，CPU再利用一套單片機(jī)能夠執(zhí)行的算法計(jì)算出電流、電壓、功率等參數(shù)的值;k)故障判斷步驟(lll)，用于根據(jù)信號(hào)采樣及處理步驟110計(jì)算出電流、電壓、功率等參數(shù)的值判斷電動(dòng)機(jī)是否有故障，如果是，進(jìn)入故障處理子程序112，若否，進(jìn)入顯示判斷步驟113;l)故障處理子程序112，用于根據(jù)測(cè)量值，用故障判據(jù)判斷出故障類(lèi)型，并做出相應(yīng)處理。m)顯示判斷步驟113，用于判斷是否有顯示，如果否，程序?qū)⑦M(jìn)入顯示服務(wù)子程序114和返回信號(hào)采樣及處理步驟110;若是，則進(jìn)入通訊處理步驟115;n)通訊處理步驟115，用于一方面按上位機(jī)命令執(zhí)行控制和數(shù)據(jù)處理，另一方面為上位機(jī)準(zhǔn)備應(yīng)答數(shù)據(jù)；0)按鍵處理步驟117，用于根據(jù)鍵的內(nèi)容，執(zhí)行相應(yīng)地操作，執(zhí)行完按鍵處理步驟117后，返回信號(hào)采樣及處理步驟110。所述故障處理子程序112采用中斷方式，且級(jí)別高于通信中斷和按鍵輸入中斷。運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)，怎樣判別它處于故障狀態(tài)，是何種故障呢？因此要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)首先需建立起故障判據(jù)。用單片機(jī)保護(hù)電動(dòng)機(jī)是以正確，迅速地判斷電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)為前提的。分析電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)的電壓，電流信號(hào)的特征，再制定出可供單片機(jī)接受的故障判別方案。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生的主要故障有短路，過(guò)載，電流不平衡，斷相，接地/漏電，欠壓等。參見(jiàn)圖6，圖6為圖5所示的故障處理子程序流程圖；所述的故障處理子程序包括下列步驟；p)數(shù)據(jù)處理步驟200，用于對(duì)故障的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；q)堵轉(zhuǎn)判斷步驟201，用于根據(jù)故障的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否堵轉(zhuǎn)，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入接地漏電判斷步驟202，報(bào)警判斷步驟判斷結(jié)果為否，則依次進(jìn)入故障記錄步驟208、停車(chē)步驟209、顯示故障停車(chē)步驟211，如果是，進(jìn)入置報(bào)警標(biāo)志步驟后進(jìn)入接地漏電判斷步驟202;r)接地漏電判斷步驟202，用于根據(jù)故障的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入過(guò)載判斷步驟203，報(bào)警判斷步驟判斷結(jié)果為否，則依次進(jìn)入故障記錄步驟208、停車(chē)步驟209、顯示故障停車(chē)步驟211，如果是，進(jìn)入置報(bào)警標(biāo)志步驟后進(jìn)入過(guò)載判斷步驟203;s)過(guò)載判斷步驟203;用于根據(jù)故障的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否過(guò)載，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、反時(shí)限到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入電流不平衡判斷步驟204;報(bào)警判斷步驟判斷結(jié)果為否，則依次進(jìn)入故障記錄步驟208、停車(chē)步驟209、顯示故障停車(chē)步驟211，如果是，進(jìn)入置報(bào)警標(biāo)志步驟后進(jìn)入電流不平衡判斷步驟204;t)電流不平衡判斷步驟204，用于根據(jù)故障的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入過(guò)電壓判斷步驟205;報(bào)警判斷步驟判斷結(jié)果為否，則依次進(jìn)入故障記錄步驟208、停車(chē)步驟209、顯示故障停車(chē)步驟211，如果是，進(jìn)入置報(bào)警標(biāo)志步驟后進(jìn)入過(guò)電壓判斷步驟205;u)過(guò)電壓判斷步驟205;用于根據(jù)故障的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入欠電壓判斷步驟206;報(bào)警判斷步驟判斷結(jié)果為否，則依次進(jìn)入故障記錄步驟208、停車(chē)步驟209、顯示故障停車(chē)步驟211，如果是，進(jìn)入置報(bào)警標(biāo)志步驟后進(jìn)入欠電壓判斷步驟206;v)欠電壓判斷步驟206，用于根據(jù)故障的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入輕載判斷步驟207;報(bào)警判斷步驟判斷結(jié)果為否，則依次進(jìn)入故障記錄步驟208、停車(chē)步驟209、顯示故障停車(chē)步驟211，如果是，進(jìn)入置報(bào)警標(biāo)志步驟后進(jìn)入輕載判斷步驟207;w)輕載判斷步驟207;用于根據(jù)故障的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入報(bào)警燈刷新步驟210，報(bào)警判斷步驟判斷結(jié)果為否，則依次進(jìn)入故障記錄步驟208、停車(chē)步驟209、顯示故障停車(chē)步驟211，如果是，進(jìn)入置報(bào)警標(biāo)志步驟后進(jìn)入故障報(bào)警燈刷新步驟210，執(zhí)行完報(bào)警燈刷新步驟210后返回?cái)?shù)據(jù)處理步驟200。參見(jiàn)圖7，圖7為本發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)控制器過(guò)載保護(hù)曲線圖；16種過(guò)載保護(hù)反時(shí)限曲線(K-0-15)對(duì)應(yīng)1.2Is(設(shè)定電流)時(shí)的動(dòng)作時(shí)間見(jiàn)下表l;過(guò)載電流I的平方與動(dòng)作時(shí)間成反比(D1.1Is判斷為過(guò)載)，過(guò)載倍數(shù)(N)動(dòng)作時(shí)間關(guān)系見(jiàn)圖7，圖7中反應(yīng)出了反時(shí)限特性，坐標(biāo)參量間距未按實(shí)際比例表示。表l1.2Is過(guò)載反時(shí)限曲線的動(dòng)作時(shí)間<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種電動(dòng)機(jī)控制器，包括與各模塊相連接的控制電源，具有A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的單片機(jī)(1)，繼電器輸出模塊(15)、開(kāi)關(guān)量輸入模塊(16)，看門(mén)狗模塊(13)、鍵盤(pán)輸入電路(8)，其特征在于所述的單片機(jī)(1)分別通過(guò)電壓濾波放大模塊(2)、電流濾波放大模塊(3)與電壓互感器(4)、電流互感器相連接；并分別通過(guò)數(shù)據(jù)總線(10)、選通模塊(14)與LCD顯示器(11)、總線驅(qū)動(dòng)模塊(12)相連接；所述的單片機(jī)(1)還通過(guò)通訊接口模塊(7)與中央控制室計(jì)算機(jī)(18)相連接；所述的中央控制室計(jì)算機(jī)，用于通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)、通訊接口模塊(7)直接對(duì)127臺(tái)以下所述的電動(dòng)機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙信功能。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制器，其特征在于所述的電流互感器包括三相電流互感器(5)和零序電流互感器(6)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制器，其特征在于所述的三相電流互感器(5)為測(cè)量范圍為IO額定值的三相一體式電流互感器。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制器，其特征在于所述的繼電器輸出模塊(15)、開(kāi)關(guān)量輸入模塊(16)通過(guò)光電隔離模塊(17)與單片機(jī)(1)相連接。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制器，其特征在于所述的單片機(jī)(1)型號(hào)為80C196KC;通訊接口模塊(7)型號(hào)為MAX487。6、一種電動(dòng)機(jī)控制器控制方法，所述的控制器中單片機(jī)存貯控制程序，控制程序包括執(zhí)行下列步驟；a)開(kāi)始步驟(100);控制器上電，禁止所有中斷，延時(shí)使裝置可靠復(fù)位；b)初始化步驟(101)，用于各功能模塊初始化，RAM清零，設(shè)定值保護(hù)值的裝入；c)自檢判斷步驟(102)，用于控制器自檢CPU，NRAM，LCD及外部接觸器接線，判斷控制器是否有故障，如果是，進(jìn)入停機(jī)判斷步驟(116)判斷是否停機(jī)，如果是，進(jìn)入停機(jī)步驟(118);若否，進(jìn)入外部中斷步驟(103);d)外部中斷步驟(103)，用于按鍵響應(yīng)，執(zhí)行完外部中斷步驟(103)后，進(jìn)入按鍵中斷步驟(104)、通訊中斷步驟(105)e)通訊中斷步驟(105)，用于，用于接收上位機(jī)命令及響應(yīng)，執(zhí)行完通訊中斷步驟(105)后，進(jìn)入通訊服務(wù)子程序(107);f)按鍵中斷步驟(104)，用于讀鍵，確認(rèn)有效鍵，執(zhí)行完按鍵中斷步驟(104)后，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置步驟(106)，g)參數(shù)設(shè)置步驟(106)用于通信站號(hào)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式，整定值，保護(hù)值及控制方式的設(shè)置，h)起動(dòng)步驟(108)，用于按參數(shù)設(shè)置步驟(106)設(shè)定的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)；i)判斷步驟(109)，用于判斷接觸器是否吸合，如果否，進(jìn)入停機(jī)判斷步驟(116)，判斷是否停機(jī)，如果是，進(jìn)入停機(jī)步驟(118);若是，進(jìn)入信號(hào)采樣及處理步驟(110);j)信號(hào)采樣及處理步驟(110)，用于根據(jù)電壓互感器、電流互感器變換輸入的模擬信號(hào)經(jīng)預(yù)處理，A/D轉(zhuǎn)換后，CPU再利用一套單片機(jī)能夠執(zhí)行的算法計(jì)算出電流、電壓、功率等參數(shù)的值；k)故障判斷步驟(111)，用于根據(jù)信號(hào)采樣及處理步驟(110)計(jì)算出電流、電壓、功率等參數(shù)的值判斷電動(dòng)機(jī)是否有故障，如果是，進(jìn)入故障處理子程序(112)，若否，進(jìn)入顯示判斷步驟(113);l)故障處理子程序(112)，用于根據(jù)測(cè)量值，用故障判據(jù)判斷出故障類(lèi)型，并做出相應(yīng)處理。m)顯示判斷步驟(113)，用于判斷是否有顯示，如果否，程序?qū)⑦M(jìn)入顯示服務(wù)子程序(114)和返回信號(hào)采樣及處理步驟(110);若是，則進(jìn)入通訊處理步驟(115);n)通訊處理步驟(115)，用于一方面按上位機(jī)命令執(zhí)行控制和數(shù)據(jù)處理，另一方面為上位機(jī)準(zhǔn)備應(yīng)答數(shù)據(jù)；o)按鍵處理步驟(117)，用于根據(jù)鍵的內(nèi)容，執(zhí)行相應(yīng)地操作，執(zhí)行完按鍵處理步驟(117)后，返回信號(hào)采樣及處理步驟(110)。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)機(jī)控制器控制方法，其特征在于所述故障處理子程序采用中斷方式，且級(jí)別高于通信中斷和按鍵輸入中斷。8、根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電動(dòng)機(jī)控制器控制方法，其特征在于所述的故障處理子程序包括下列步驟；p)數(shù)據(jù)處理步驟(200)，用于對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；q)堵轉(zhuǎn)判斷步驟(201)，用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否堵轉(zhuǎn)，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入接地漏電判斷步驟(202)，若堵轉(zhuǎn)保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；r)接地漏電判斷步驟(202)，用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電,如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用接地漏電保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入過(guò)載判斷步驟(203)，若接地漏電保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；s)過(guò)載判斷步驟(203);用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否過(guò)載，如果是,程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、反時(shí)限到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用過(guò)載保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入電流不平衡判斷步驟(204)，若過(guò)載保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；t)電流不平衡判斷步驟(204)，用于根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否接地漏電，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用電流不平衡保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入過(guò)電壓判斷步驟(205)，若電流不平衡保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；u)過(guò)電壓判斷步驟(205);用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否過(guò)電壓，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用過(guò)電壓保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入欠電壓判斷步驟(206)，若過(guò)電壓保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；v)欠電壓判斷步驟(206)，用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否欠電壓，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用欠電壓保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)入輕載判斷步驟(207)，若欠電壓保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理；w)輕載判斷步驟(207);用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，判斷電動(dòng)機(jī)是否輕載，如果是，程序?qū)⒁来芜M(jìn)入保護(hù)投入判斷步驟、報(bào)警標(biāo)志判斷步驟、延時(shí)判斷步驟、延時(shí)到否判斷步驟、報(bào)警判斷步驟，若不啟用輕載保護(hù)或條件不滿(mǎn)足直接進(jìn)行故障報(bào)警燈刷新步驟(210),退出故障判斷程序，返回?cái)?shù)據(jù)處理步驟(200)，若輕載保護(hù)條件滿(mǎn)足，根據(jù)故障執(zhí)行方式選擇停車(chē)或報(bào)警處理。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)控制器控制方法，其特征在于所述過(guò)載判斷步驟中設(shè)有16種過(guò)載保護(hù)反時(shí)限曲線(K=0-15)對(duì)應(yīng)1.2Is(設(shè)定電流)時(shí)的過(guò)載電流I的平方數(shù)與動(dòng)作時(shí)間成反比，1^1.1Is判斷為過(guò)載。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)控制器及控制方法，包括與各模塊相連接的控制電源，單片機(jī)，繼電器輸出模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊，看門(mén)狗模塊、鍵盤(pán)輸入電路，其特征在于所述的單片機(jī)分別通過(guò)電壓濾波放大模塊、電流濾波放大模塊與電壓互感器、電流互感器相連接；并分別通過(guò)數(shù)據(jù)總線、選通模塊與LCD顯示器、總線驅(qū)動(dòng)模塊相連接；所述的單片機(jī)還通過(guò)通訊接口模塊與中央控制室計(jì)算機(jī)相連接。通過(guò)電流互感器和一路線電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)回路的電壓，電流，進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、斷相、輕載、三相不平衡、接地/漏電、欠壓、過(guò)壓等故障的準(zhǔn)確，快速保護(hù)；配合外部電路，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的直接、可逆、星三角等方式的起動(dòng)，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)對(duì)分布在不同位置的多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)控。文檔編號(hào)G05B19/418GK101257268SQ20071019191公開(kāi)日2008年9月3日申請(qǐng)日期2007年12月22日優(yōu)先權(quán)日2007年12月22日發(fā)明者束龍勝,高革平申請(qǐng)人:安徽鑫龍電器股份有限公司