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学士学位论文格式模板 目 录 摘 要 ................................................................................................................................. 1 Abstract ............................................................................................................................... 2 第1章 绪论...................................................................................................................... 3 1.1本课题研究背景 ....................................................................................................... 3 1.2本课题研究意义 ....................................................................................................... 3 1.3本课题主要研究内容 ............................................................................................... 4 第2章 嵌入式微机保护装置设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .................................................................... 5 2.1 微机保护装置的组成 .............................................................................................. 5 2.2 微处理系统介绍 ...................................................................................................... 6 2.2.1 微处理系统方案选定..................................................................................... 6 2.2.2 处理器简介 .................................................................................................... 7 2.2.3 桥接双口RAM简介 ..................................................................................... 7 2.3 数据采集和信号处理系统设计 ............................................................................... 7 2.3.1 常用的数据采集方案..................................................................................... 7 2.3.2 数据采集方案的选定..................................................................................... 7 2.4 通信系统方案设计 .................................................................................................. 7 2.5 系统总体结构设计 .................................................................................................. 7 第3章 微机保护系统硬件设计 .................................................................................. 7 3.1 输入量硬件电路设计 .............................................................................................. 7 3.1.1 开关量输入电路 ............................................................................................ 8 3.2 输出量硬件电路设计 .............................................................................................. 8 3.3 存储系统设计 .......................................................................................................... 8 3.4 人机接口设计 .......................................................................................................... 8 3.4.1 LCD接口电路 ................................................................................................ 8 3.4.2 键盘和LED接口电路 ................................................................................... 8 第4章 系统软件设计 .................................................................................................... 8 4.1 微机保护算法分析 .................................................................................................. 8 4.1.1 傅里叶级数算法 ............................................................................................ 9 4.1.2 相电流突变量算法 ........................................................................................ 9 4.2 软件流程设计 .......................................................................................................... 9 4.2.1 从单元软件设计 ............................................................................................ 9 4.2.2 主单元软件设计 ............................................................................................ 9 第5章 系统调试及测试结果 ...................................................................................... 9 5.1 调试过程中若干问题的解决 ................................................................................... 9 5.2 系统调试及结果 .................................................................................................... 10 5.2.1 系统测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 及测试装置 ........................................................................... 10 5.2.2 测试结果 ...................................................................................................... 10 第6章 总结与展望 ...................................................................................................... 11 6.1 总结 ....................................................................................................................... 11 6.2 展望 ....................................................................................................................... 11 参考文献 .......................................................................................................................... 12 致 谢 ............................................................................................................................... 13 宋体小五号居中 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 黑体三号，居中，段前段后0.5行， 摘 要 一级标题(大纲级别1级) 随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展微机保护产品不断的发展和更新换代，特别是现场总线技术的应用使得微机保护向综合自动化的方向发展。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，CAN(Control Area Network)系德国的BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。其协议数据传输采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。本课题针对35KV供配电装置，采用CAN总线组成多点检测电流综合保护系统，力求使电流保护系统在速动性和选择性上达到均衡和提高。 该系统的处理单元将数据采集和数据处理、通信、存储功能分开，使得处理的效率得到提高;实现数据的高速采集、高速传输、迅速处理并发出断路器动作信号，将从故障出现到断路器跳开的时间控制在10ms以内; 解决多机通信问题，实现系统内点对点、点对多、甚至任意两节点之间的通信。 论文详细阐述了该装置的设计方案，包括信号调理、数据采集、主从微机、CAN总线通信系统，介绍了硬件构造和实现电流快速保护的算法和程序流程，最后介绍了该系统的初步实验结果和系统下一步开发的展望。 关键词:电流保护，CAN总线，双口RAM，高速数据采集 宋体小四号，行距最小值15 磅，段前段后0行，首行缩进 2字符，字数在300字左右。 “摘要”+“关键字”应以浓缩的形式概括研究课 这5个汉字及其英文题的内容、方法和观点，以及 都为黑体 取得的成果和结论 1 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 黑体三号，居中，段前段后0.5行，Abstract 一级标题(大纲级别1级) As the development of computer technology, communication technology and control technology ,the products of microcomputer protection are constantly promoted and updated, especially with the FCS(Field Control Bus) applied in ， which develops to the direction of integrated automation. FCS is one of the hottest technology of the automatic area. CAN(Control Area Network),which was invented in the 1980s by Bosch Corporation of Germany, is one of the serial data communication protocol used to resolve the problem of the data exchanging among many controllers and detecting instruments of modern cars. Short frame is used by this protocol to exchange data and the communication time is very short. So it is not easy to be interfered with and has very strong error detecting function. This dissertation constructs a multipoint current measurement and control system ,via CAN bus, for the 35KV electrical power supplying and distribution equipment. Times New Roman字体、四号，行距最小值 15磅，段前段后0行，首行缩进2字符 …… Keywords: Microcomputer protection, Dual-port RAM, High-speed data sample “摘要”+“关键字” 这5个汉字及其英文 都为黑体 2 章标题，属一级标题(大纲级别1级)。 黑体三号，居中，段前段后0.5行。 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 其内容一般可分三节: 1. 课题研究背景 章节题目间、每节题目与正文 2. 课题研究意义 间，空一个标准行。 第1章 绪论 3. 本课题研究主要内容 节标题，属二级标题(大纲级别2 级)，黑体，小三号，居中，段前1.1本课题研究背景 段后0.5行 继电保护在电力系统中占有着十分重要的作用。随着科学技术的发展，特别是随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展微机保护产品不断的发展和更新换代。微机继电保护从二十世纪九十年代开始在我国电网中逐步得到实际应用。从那以后，随着国民经济对用电量需求的不断增大，变电站的数量以每年2-4倍的速度增长，而在新建的变电站中，90%以上采用的是微机继电保护系统。同时，根据电网运行的要求每年还有相当数量的变电站进行技术改造，提高综合自动化水平。随着微机保护装置的深入研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多的理论成果。我国继电保护技术已进入了微机保护的时代，并且也带动了变电站综合自动化的发展。当前，微机线路保护装置已广泛应用于我国电力系统中，微机型主设备保护、母线保护也逐渐得到应用[1]。 „„ 正文格式:宋体小四号，行距最小值15磅，引用格式:正文引用参考文献处应以方括号 1.2本课题研究意义 标注出。如“…效率可提高到25%[14]。”表示段前段后0行，首行缩进2字符，注意: 此结果援引自文献14。 英文及数字采用Times New Roman字体 现场总线技术现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现，标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要影响。现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的低层控制网络。它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。它给自动化领域带来的变化，正如众多分散的计算机被网络连接在一起，使计算机的功能、作用发生变化。现场总线则使自控系统与设备具有了通信能力，把它们连接成网络系统，加入到信息网络的行列。因此，把现场总线技术说成是一个控制技术新时代的开端并不过分。 综上所述，把现场总线技术运用于电力系统微机保护装置将是一个非常有前途的研究领域。将现场总线引入微机保护系统，使各个节点方便的组成一个局域网络，变“信息孤岛”为真正的集成系统，实现电力系统继电保护、微机监控、电力调度一体化。将为微机保护系统的发展插上强有力的翅膀。 但是，在国际上现场总线研究机构很多，标准尚不能统一，现在主要流行的现场总线协议有如HART、CAN、Profibus、LonWorks等。CAN(Control Area Network)系德国的BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议[2]。其协议数据传输采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。由于其本身的特点，其应用范围己经不再局限于汽车行业，而向过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN己经形成国际标准，并己被公认为最有前途的现场总线之一。微机保护装置对抗干扰性和可靠性要求都很高，所以在网络通信上引入CAN总线较为可行。 3 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 1.3本课题主要研究内容 基于CAN现场总线的微机保护系统主要需要解决了以下几个问题，使得微机保护系统在数据采集、通信、处理、动作等方面都有很高的效率: (1) 将数据采集和数据处理、通信、存储功能分开，使得处理的效率得到提高; (2) 实现数据的高速采集、高速传输、迅速处理并发出断路路器动作信号，将从故障出现到断路器跳开的时间控制在10ms以内; (3) 将电压信号、电流信号的采集结合起来准确的判定系统的正常状态、干扰状态、故障状态，从而有选择性的跳闸。将主保护和后备保护结合起来，提高微机保护的可靠性; (4) 解决多机通信问题，实现系统内点对点、点对多、甚至任意两节点之间的通信; (5) 解决多个丛机同时出现故障时主机的响应和动作时序问题。 以上提出的问题在系统设计和调试过程中得到解决，有相当的难度和技术上的进步意义，也为今后的进一步的开发提供了指导和技术积累。 基于CAN总线的嵌入式微机保护装置的特点 将CAN总线应用与微机保护系统，研制出一套实用系统，其具有鲜明的特点: (1) 实时性好，系统计时时间精确到10ms，一次动作耗时在10ms以内; (2) 可靠性高，电压和电流相结合判定系统状态，在主保护 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 无效200ms以内系统自动启动后备保护措施; (3) 通信方式灵活，整个系统中任意两点可进行数据交换，构成点对点、点对多通信系统; (4) 可扩展性好，系统中制定并嵌入了良好的应用层协议，只要进行简单的设定就可以添加主节点、从节点和母连节点; (5) 可构成大系统，系统支持的节点数可达到256点; (6) 人机接口友好，该系统采用240*64大屏幕液晶显示器对 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 和各种信息进行显示，并具有简单明了的按键，方便用户进行设置。 正文中对总项包括的分项采用?、?、?…单 独序号，对分项中的小项采用?、?、?…的 序号或数字加半括号，括号后不再加其他标点。 这里采用自动编号，段落格式:两端对齐， 首行缩进2字节，行距最小值15磅 4 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 第2章 嵌入式微机保护装置设计方案 章标题，格式与之前一致。 第2章一般负责介绍课题的总体设计。 包括课题分析、多种方案论证比较，选2.1 微机保护装置的组成 定的最佳方案依据及实施的可行性分 析。 电力系统微机保护装置有软件和硬件两个部分组成[3]。 软件是指计算机执行的程序。它用来实现各种输入量的实际采集、运算处理和逻辑判断功能，控制个硬件电路的有序工作，发出各种保护指令。软件由系统软件、驱动程序和应用软件三部分构成。 系统软件即操作系统，(Operating System，简称OS)是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合，它是一种管理硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。 驱动程序，英文名为“Device Driver”，全称为“设备驱动程序”， 是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序，可以说相当于硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。 应用软件是指为了完成某项或某几项特定任务而被开发运行于系统软件之上的计算机程序。 微机保护的硬件系统主要由CPU(位处理器)主机系统、模拟量的数据采集系统和开光量输入/输出系统三部分组成，此外，还包括人机接口、数据保存、通信系统以及时钟系统等部件。 CPU主机系统是保护装置的控制核心，它的作用是有微处理器执行放在程序存储器(EPROM、Flash等)中的程序，对由数据采集系统输入至数据存储器(RAM)中的原始数据进行分析和处理，以完成各种保护功能。 模拟量数据采集系统的作用是将电力系统中读取的电压、电流等模拟信号转化成数字量，送入RAM区中，供CPU系统读取运算。A/D采集的速度直接决定了微机保护系统动作的速度，使得故障元件能够以最快速度从电力系统中切除。 开关量输入/输出系统的作用是完成各种保护跳闸、信号报警、外部开关输入等功能。为了提高系统抗干扰性能，开关量的输入/输出接口往往需要通过光电耦合器与微机系统在电气上相互隔离。 人机接口是由键盘和显示器件组成的人机信息交换系统。方便用户对微机保护系统进行功能设置、参数整定等，同时机器将电流、电压数值和波形以及开光量状态和报警信号显示给用户。 数据保存系统主要用于将采集到的数据长期保存，掉电以后不消失，需要用到存储数据的E2ROM、Flash等存储器，有时还需要通过USB、串口等通信手段将数据上传到上位机硬盘上的数据库中进行永久保存。 通信系统在多机保护系统中起着很重要的作用，它将多个节点连成一个网络系统。一般构成主从系统、分布式系统和广播式系统，使得多个保护节点能够协调处理、关联动作，形成一个功能完善、可靠的保护系统。 时钟系统系统是为系统提供一个统一的时间标准，一般采用集成的日历时钟芯片构成，本项目采用了高精度的时钟日历芯片，使得系统时间精确到了十毫秒。 本章将详细阐述微机保护装置各个部分的方案选定。 5 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 2.2 微处理系统介绍 三级标题(大纲级别3级)，黑体，四 号，左对齐，缩进2字符，段前段后0.5 2.2.1 微处理系统方案选定 行。序号与标题内容间加一个空格 随着电子技术、集成电路的发展电力系统微机保护装置有多种实现方案，从微处理器数量上来分可以分为单CPU系统和多CPU系统。故可选方案有如下选择: 方案一，单CPU系统，该方案使用单个CPU处理器，8位、16位、32位处理器均可。数据采集、数字I/O、通信系统、人机接口等均挂在统一块CPU上，由同一块CPU驱动，其结构图如图2-1所示。 绝大部分工业控制、微机保护装置均采用该该方案，具有很强的通用性，很显然其优点是结构简单，硬件实现较为容易;缺点是核心处理器负荷太重，不利于提高采集和处理速度，特别是在实时性要求较高的系统中此种结构便不能胜任。 数据帧帧空间帧空间 帧结束或超载帧仲裁场控制场数据场CRC场 帧起始应答场 图表标题格式:5号黑体，居中，图2-1 单CPU系统结构示意图 段前段后0.5行。 图内字体:宋体5号 方案二，采用双CPU系统组成一个保护单元，该方案使用一个主处理器CPU1和一个 1..图与表也以章分组编号，如图3–5次处理器CPU2。如图2-2所示， 表示第3章的第5幅图。 2. 图与表应有相应的名称，如“实验系 LCD键盘时钟统流程示意图”等。 3. 图与表应设置在文章中首次提到处 附近。 双口RAMI/OCPU1CPU2 A/D通信系统 图表 1 图2-2 双CPU系统结构图 主处理器CPU1负责处理I/O信号、人机接口、通信功能、数据处理和逻辑判断，而次处理器专门用于数据采集、A/D转换和提供时钟信号。 很显然，此方案硬件结构较为复杂，实现起来难度较大，但是它将各个功能拆分开来，交由两个处理器共同承担，大大降低了主处理器的任务负荷，有利于提高数据采集、处理和逻辑判断的速度，对于提高电力系统微机保护装置的速动性，减少故障动作的时间极为有利。 6 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 综上所述，为了提高继电保护系统的效率，我们选用了设计方案二，设计出一套双CPU系统。考虑到开发成本和我们所掌握的微处理器，在该双CPU系统中CPU1即主处理器使用Silicon Lab公司生产的C8051F120混合信号片上系统型MCU芯，CPU2即次处理器采用NXP公司生产的增强型8051单片机P89V51RD2，而桥接双口RAM采用IDT公司生产的具有2K存储空间的双并行随机存储器IDT7132，将在以下小节中详细介绍这些主要系统芯片。 2.2.2 处理器简介 C8051F13x和C8051F12x系列器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片，具有64个数字I/O引脚(100脚TQFP封装)或32个数字I/O引脚(64脚TQFP 封装)。下 „„ 2.2.3 桥接双口RAM简介 IDT7132是具有2K内存空间的双端口CMOS静态数据存储器，其机构原理图如图2-7所示。该芯片提供两个带有自身的控制、地址和I/O引脚的独立端口，它允许独立地读写存储器中的任何单元。IDT7132带有片内硬件仲裁电路，可以允许双机同步的读或写存储器中的任何单元，同时保持数据的完整性。 2.3 数据采集和信号处理系统设计 2.3.1 常用的数据采集方案 „„ 2.3.2 数据采集方案的选定 „„ 2.4 通信系统方案设计 „„ 2.5 系统总体结构设计 第3章 微机保护系统硬件设计 3.1 输入量硬件电路设计 章标题，格式与之前一致。 完成总体方案设计后，一般分两章(3、4) 7 来详细地介绍课题的具体设计。包括系统 方框图、电气原理图、各单元电路设计、 简述主要部件的工作原理、工作条件、给 定参数、理论设计计算的详细步骤、计算 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 3.1.1 开关量输入电路 „„ 3.1.2 模拟量输入电路 „„ 3.2 输出量硬件电路设计 „„ 3.3 存储系统设计 „„ 3.4 人机接口设计 3.4.1 LCD接口电路 „„ 3.4.2 键盘和LED接口电路 „„ 第4章 系统软件设计 章标题，格式与之前一致。 完成总体方案设计后，一般分两章(3、4) 来详细地介绍课题的具体设计。包括系统 4.1 微机保护算法分析 方框图、电气原理图、各单元电路设计、 简述主要部件的工作原理、工作条件、给 定参数、理论设计计算的详细步骤、计算 结果等。 8 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 4.1.1 傅里叶级数算法 „„ , (4-1) itbntant()(cossin),，,,,nn11n0, 4.1.2 相电流突变量算法 „„ 1、公式号以章分组编号，如(2–4)表示第2 章的第4个公式。 4.2 软件流程设计 2、公式应尽量采用公式编辑应用程序编入，选 择默认格式，公式号右对齐，公式调整至基本 居中。 4.2.1 从单元软件设计 „„ 4.2.2 主单元软件设计 „„ 表4-1 寄存器A和寄存器B的组成 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 寄存器A UIP DV2 DV1 DV0 RS3 RS2 RS1 RS0 寄存器B SET PIE AIE UIE SQWE DM 24/12 DSE 图表标题格式:5号黑体，居中，段前段后0.5行。 图表内字体:宋体5号 1..图与表也以章分组编号，如图3–5表示第3章的第5幅图。 2. 图与表应有相应的名称，如“实验系统流程示意图”等。 3. 图与表应设置在文章中首次提到处附近。 图、表标题用五号黑体并居图表的中间，图形和表格内容用 五号宋体。 第5章 系统调试及测试结果 5.1 调试过程中若干问题的解决 章标题，格式与之前一致。 完成课题的设计后，有的课题需要进行调 9 试和实验，应叙述试验的条件、方法、使 用仪器的型号，并对测试结果进行数据整 理分析或理论论证。 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 „„ 5.2 系统调试及结果 5.2.1 系统测试方法及测试装置 „„ 5.2.2 测试结果 „„ 10 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 第6章 总结与展望 章标题，格式与之前一致。 论文最后应对课题进行总结和展望 包括对本设计的客观 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 、设计特点、存6.1 总结 在问题及改进意见等。 本课题主要取得哪些成果„„ 6.2 展望 本课题不足之处，以及下一步的研究内容„„ 11 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 黑体三号居中，单倍行 参考文献 距，段前段后0.5行 [1] 张明君等. 电力系统微机保护. 北京:冶金工业出版社，2002. [2] 程雷、郭伟、刘超君.嵌入式以太网在变电站自动化测控保护装置中的应用.电力自 动化设备，2005，25(10):50-54 [3] (1)期刊文献的格式:,编号,作者)文章题目名)期刊名，年份，卷号(期号):起止页码。 [4] [5] [6] [7] 童诗白、华成英. 模拟电子技术基础(第三版). 北京:高等教育出版社，2001. [8] [9] (2)图书文献的格式:,编号,作者)书名)版次(第一版不写) )出版地:出版单位，出版年:页码。 [10] [11] [12] 曹承志.微型计算机控制新技术.北京:机械工业出版社，2001.3. [13] [14] [15] [16] 参考文献应在15篇以上，其编写格式为: (1)期刊文献的格式:,编号,作者)文章题目名)期刊名，年份，卷号(期号):起止页 码。 (2)图书文献的格式:,编号,作者).书名)版次(第一版不写) )出版地:出版单位，出 版年:页码。 (3)会议文献的格式:,编号,作者 )文章题目名)会议名(论文集))出版地:出版者， 出版年:页码。(注:多个作者之间用顿号) 12 南京师范大学电气与自动化工程学院毕业设计论文 致 谢 衷心感谢我的导师xxx老师，他„„ 黑体三号居中，单倍行(其他老师、同学或是帮助过你的人)„„ 衷心感谢 距，段前段后0.5行 衷心感谢我的父母，是他们的鼓励和帮助才使我„„ 宋体小四号，行距最小值15 磅，首行缩进2字符， 内容字体一律采用小四号宋体。 13