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发电机组被广泛应用于工业和生活的各个方面,然而对发电机组的控制是发电机组稳定运行的关键。在众多的控制方式中专用控制器是一种即经济又可靠的控制方式。目前专用控制器主要集中在单个发电机组控制,多台发电机组控制停留在理论研究方面,还没有实现。针对这种状态,本文以微控制器为核心,设计了一种柴油/燃气发电机组控制器。该控制器可使机组根据负载的情况自动并网/停机,并且通过基于RS485的Modbus通讯协议和监控机实现远程通信,基于CAN的J1939通讯协议,实现发电机组与控制器间的通信。具体研究内容如下:
(1)采用结构化思想,将发电机组控制器的硬件部分分为:核心控制板设计和I/O板设计。其核心控制板和I/O板是的分离,便于后续测试、扩展和维修;
(2)采用模块化的设计思想,I/O板硬件设计主要包括电源模块和模拟量输入量输入出电路的设计。控制核心板的设计主要包括最小系统、人机接口、数据存储和时钟电路的设计;
(3)以Codewarrior为开发平台,基于模块化设计思想,实现控制器控制要求。主要包括主程序设计、功能模块设计和底层软件设计。主程序设计主要包括系统初始化、初态设定和检查处理活动任务程序的设计。功能模块的设计主要包括交流采样、系统控制和模拟量数字量输入输出程序的设计。底层软件设计主要包括LCD显示、键盘输入、数据存储和时钟程序的设计;
(4)研究发电机组中的通信问题,基于RS485的Modbus通讯协议,实现监控机和发电机组的远程通信;基于CAN的J1939通讯协议,实现发电机组与控制器间的通信:
(5)详细分析多台发电机组并行的过程和功率分配问题,研究并机控制算法,测试算法的可行性;
(6)通过系统调试,分析运行结果,验证了该控制器的交流采样、机组并机、参数采集、数据存储、显示、定时和通信等功能。