基于DSP的智能电机保护器设计

3系统软件设计

有了硬件运行平台，必须设计相应的软件才能发挥其应用的功效。由于软件的灵活性，可以根据系统的要求随意的更改、增减，所以系统的智能化程度很大部分取决于软件结构是否合理，功能是否全面。

保护器DSP部分采用C语言编程，控制软件主要由控制程序、显示程序、通讯程序等组成。

4.1控制程序

智能电机保护器通过检测线路中的电流和电压，经计算、分析来实现各种保护功能，并且实时显示线路的参数和记录故障状态。

本系统通过TMS320LF2407内部定时器中断启动A/D转换。设定初始采样频率2.56KHz，则采样间隔 390.625ms，即390.635ms触发一次A/D。MAX126的12路A/D转换完成后，发送中断请求信号到DSP的XINT1脚。控制程序的流程图如图7所示。



图7 控制程序流程图

4.2　中断程序

中断程序的功能是采样和存储采样数据。在电机保护系统中，一般存储数据的下一步就是对各相的电压和电流采样值进行FFT分析，因此在存储数据时要注意以下两个问题：

(1)　尽管电压和电流采样的数据是离散实数序列，但是进行FFT后，变成FFT复数序列，因而一般将A/D转换后的电压和电流实数序列看成虚部为零的复数序列，用连续的内存空间存放复数，实部在前，虚部在后。

(2)　 FFT的输入和输出序列存在“正序—逆序”或者“逆序—正序”的关系，所以为了简化后续计算，在存储采样数据时一般采用“逆向进位加变址量”的间接寻址方式，DSP中的指令为*BR0+。

中断部分的程序流程图如图8所示：



图8 中断程序流程图

4.3　 显示程序

显示部分的程序流程图如图9所示。



图9 显示程序流程图

4.4　通讯程序

通讯部分主要是两部分组成的：1、PC和DSP之间的485通讯；2、DSP和AT89S52之间的RS485通讯。

PC机部分用Labview编程。Labview提供了功能强大的VISA（Virtual Instrument Software Architecture）库，完成计算机与仪器之间的连接，用以实现对仪器的程序控制。

AT89S52从DSP接收数据，然后显示在LCD上。相互之间通讯的规约为F0+10datas+0F，即先判断是否得到起始信号F0，如果是，就接收11个数据，然后判断最后一个数据是否为0F，如果不是，丢弃这组数据，重新接收。

4　实验结果

系统测试的部分结果如表1所示。

　表1 参数检测结果



测试时电机电压和电流的实际值为220V、10A，根据测量结果，A、B、C三相的电压和电流测量精度都达到了要求。

5 结语

本文提出的基于TMS320LF2407的智能电机保护器充分利用了DSP的资源，用少量的外围器件构成了一个功能完善、性能优良的廉价实用系统，保证了生产系统可靠运行，为实现电机保护装备低成本开发和更新换代提供了一条切实可行的途径。该保护器在电机保护中将有很好的应用前景。