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【6h】

新型控制与保护开关电器控制器及自动校验系统

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摘要

随着工业用电环境的同益复杂,传统的热磁脱扣式断路器已经无法满足市场和技术的要求,而基于微电子技术、工业总线技术和计算机网络基础的新型多功能低压电气,正逐步替代传统的电气设备。基于其行业背景,新型控制与保护开关电器(Control and ProctectiveSwiching Device,CPS)应运而生。
　　 本文首先对比了控制与保护开关电器与传统分立元件构成的控制系统的优劣,并分析了其国内外发展动态和研究意义。
　　 基于当前CPS的大批量生产,在其核心控制器的生产过程中,需要进行一系列的测试与老化项目。本文针对CPS控制器的基本原理,提出一种基于RS-485总线的自动校验系统,分析了RS-485总线的原理与可靠性,详细论述了RS-485总线结构与MODBUS协议内容,设计了高效稳定的通信网络。
　　 根据CPS的实际需求,提出一种基于反时限特性的CPS控制器的设计方案。详细论述了反时限特性的行业规则,并根据微机保护的特点对反时限算法进行数学分析,利用单片机实现CPS的过载反时限功能。同时,本文针对CPS控制器的整体设计要求,详细分析了其硬件电路、软件代码、零配件属性的原理和结构。为适应不同厂家的需求,本文对控制器添加厂家隐藏菜单功能以及自校准功能。
　　 根据国家标准GB14048.9《电压开关设备和控制设备多功能电器:控制与保护开关电器》的规定和实际需求,本文采用工控PC机软件管理CPS控制器恒温老化架,来进行线路板的自动循环检测和进行各种环境下的老化功能。采用跨平台的应用程序和UI设计框架Qt来设计PC端监控软件,并介绍了Qt的数据收发机制。上位机软件通过RS-485总线与各个恒温老化架进行数据通信,达到实时监控并检测CPS控制器的目的,同时提供了CPS控制器的详细的检验流程和检测报告。
　　 最后本文归纳总结了CPS控制器及其自动校验系统的设计成果,分析了当前该产品的现状和不足,根据行业的新动态提出了未来设计的改进方向。

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