Цифровой регистратор аварийных процессов

Цифровой регистратор аварийных процессов

Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор ситуации программных и аппаратных средств на рынке аварийных регистраторов

.1 Бреслер

.2 Цифровой регистратор электрических сигналов 'Парма РП 4.06М

.3 Цифровой регистратор электрических сигналов Парма РП 4.08М

.4 Регистратор аварийных событий «Донец-1»

1.5 Цифровой регистратор «Барс»

Глава 2. Архитектура AVR

.1 Последние достижения архитектура AVR

.2 Особенность АЦП, применяемых в МК с архитектурой AVR

2.1.1 Общие характеристики

2.2.2 Принцип действия АЦП

.2.3 Предделитель и временная диаграмма преобразования

.2.4 Изменение канала или выбор опорного источника

.2.5 Погрешность АЦП

.2.6 Результат преобразования АЦП

Глава 3. Описание аппаратной части проекта

.1 Краткое описание флэш-накопителя AT45DB161

.1.1 Электрические характеристики

.1.2 Опкоды команд управления флэш-памятью

.2 Схемы

.2.1 Схематика базового модуля ETT-128

.2.2 Схема приставки для исследования переходных процессов

.2.2 Схема приставки для исследования коммутации реле при переходе через нуль

Глава 4. Описание программ

.1 Общее описание

.2 Система пакетного приёма и передачи команд и информации

.3 Алгоритм работы цикла основной подпрограммы и подпрограммы FIFO буфера

.4 Алгоритм подпрограммы записи осциллограммы

.5 Алгоритм подпрограммы ZVC

Глава 5. Ход работы

5.1 Тестирование АЦП

.2 Исследование переходного режима при разряде RC цепочки

.3 Исследование переходных процессов в модели линии

.4 Разработка технологии коммутации в точке пересечения с нулём

Глава 6. Безопасность жизнедеятельности

Безопасность эксплуатации электроустановок

.1 Электробезопасность в сетях с напряжением до 1 кВ

.2 Меры защиты от прямого прикосновения

.3.Электромагнитные излучения

.4. Электробезопасность устройства

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Тексты программ с комментариями

. Основная программа

. Программа для исследования переходных процессов

. Ключевые фрагменты программы, демонстрирующей коммутацию в точке пересечения с нулём

. Время срабатывания реле

Введение

аварийный регистратор накопитель буфер

На сегодняшний день в области производства, передачи и потребления электроэнергии, помимо задач технического и коммерческого учета электропотребления, не менее остро стоит проблема своевременного обнаружения и регистрации аварийных и предаварийных ситуаций на крупных энергообъектах. Критерием качества работы энергообъектов принято считать непрерывность подачи электрической энергии потребителям при одновременном поддержании параметров обслуживаемой энергосистемы в пределах заданных значений.

Каждая линия электропередач (ЛЭП) снабжена системой релейной защиты и автоматики (РЗ и А). Эта система предназначена для предотвращения серьезных повреждений основного оборудования ЛЭП путем обнаружения аварийной ситуации и своевременного отключения ЛЭП. Нарушения штатного режима работы ЛЭП могут возникать по многим причинам, например, по причине короткого замыкания, перегрузки или повреждения оборудования. Несвоевременное отключение ЛЭП может вызвать серьезные повреждения, потребующие впоследствии больших усилий по их устранению. Поэтому большое значение приобретает возможность исследовать процессы, происходящие в ЛЭП во время аварийной ситуации и после нее. Здесь основная трудность заключается в большой скорости протекания процесса, что делает невозможным анализ информации в реальном времени, либо ее запоминания обычными способами.

За время существования ЛЭП было разработано достаточно способов анализа аварийных ситуаций на них. Например, прибор под названием фоторегистратор. Он представляет собой аналоговый самописец, запускаемый по факту аварии и фиксирующий 12 параметров. В качестве носителя информации используется фотобумага, на которой световым лучом записываются данные. Прибор подключается к датчикам системы релейной защиты и автоматики, на которых отражаются в определенном масштабе параметры напряжений и токов, протекающих в цепях агрегатов и ЛЭП. На выходе получают ленту фотобумаги с нанесенными на нее 12-ю параметрами. Из описания прибора видны его недостатки. Прибор недостаточно надежен, т.к. имеет механические части. По тем же причинам он довольно дорог. Прибор фиксирует только 12 параметров, что позволяет обслуживать одним прибором только одну линию. Т.о. количество приборов соответствует числу контролируемых линий. Прибор имеет ленту только на 6 секунд записи, что зачастую недостаточно для анализа всей полноты картины аварийной ситуации, т.к. могут происходить попытки повторного выключения и, соответственно, новые отключения. Кроме этого, ленту необходимо менять вручную, что требует дополнительных затрат. Исследование полученной информации также представляет трудность, т.к. лента фоторегистратора довольно узка и масштаб кривых на ней мал. Записанная информация обрабатывается затем вручную, чтобы определить численные характеристики процесса, что также очень неэффективно. Большая часть недостатков происходит оттого, что фоторегистратор используется уже достаточно давно и попросту требует замены на современное оборудование, основанное на новой элементной базе.

С развитием вычислительной техники цифровые системы постепенно вытесняют аналоговые регистрирующие устройства. На многих объектах появляются принципиально новые средства регистрации информации на базе микропроцессорных устройств. Эти устройства предназначены для решения конкретных задач (релейная защита, автоматика, фиксирующие приборы и т.д.), и дополнительно регистрируют информацию, которая может быть использована для решения задач анализа аварийных ситуаций.

Подобного рода системы существуют как в нашей стране, так и за рубежом. В наших энергосистемах это оперативные информационно-управляющие комплексы (ОИУК), в зарубежных - системы SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - системы диспетчерского управления и сбора данных). Это системы сбора информации, работающие в реальном времени с удаленным терминалом. Отличие SCADA систем в значительно большей информационной обеспеченности, как по количеству сигналов, так и по качеству их регистрации, обеспечиваемому большим количеством микропроцессорных устройств. Как ОИУК, так и SCADA в первую очередь являются информационно- обеспечивающими системами, как правило, хорошо отображающими информацию. Обработка информации с целью получения определенных заключений о ситуации (прежде всего аварийной) в большинстве таких систем значительно меньше их информационных возможностей.

Примерами цифровых систем регистрации информации являются аварийные регистраторы «Аура», «Нева», «Парма», а также «БРИЗ-3М» (далее просто БРИЗ).

Регистратор аварийных процессов является одним из элементов автоматизированных систем контроля и управления энергообъектами. На него возлагаются следующие основные функции:

. Измерение значений непрерывных (аналоговых) параметров контролируемой энергосети (ток, напряжение и т.п.);

. Контроль положения коммутационных аппаратов энергообъекта;

. Обнаружение аварийных и предаварийных событий на энергообъекте по выходу значений контролируемых непрерывных параметров за пределы допустимых диапазонов, а также по соответствующему изменению положения коммутационных аппаратов;

. Оперативное доведение информации об обнаруженных аварийных событиях и отклонениях до технологического и обслуживающего персонала энергообъекта;

. Сохранение и накопление (регистрация) информации об аварийных событиях с последующей передачей в адрес верхнего уровня АСУ ТП для дальнейшего анализа и обработки.

При получении данных с аналоговых регистраторов все функции анализа аварийной ситуации ложились на оперативный персонал. Использование цифровых устройств регистрации аварийных событий позволяет создавать современные программные комплексы, облегчающие обработку информации и представление ее в удобном для анализа виде (например, программы визуального контроля аварийных процессов, состояний каналов и т. п.).

Применение интеллектуальных программных комплексов для анализа аварийных процессов позволяет оперативно и объективно оценивать аварийные ситуации, а также анализировать целесообразность принятых технических решений при проектировании, оценивать правильность действия релейной защиты и использовать данные анализа для моделирования процессов на энергообъектах.

При исследовании аварийных процессов, с помощью цифровых регистраторов, приходится обрабатывать большое количество данных. Возникает необходимость создания информационной базы данных для ведения архива повреждений элементов электрических сетей и систематизации информации о технологических нарушениях. На основе имеющейся в базе информации можно анализировать состояние линий, уточнять анализ сложных случаев аварий с переходящими процессами из одного типа короткого замыкания в другой, более точно и оперативно предотвращать последующие аварии.

Проектируемая система выполняет следующие функции:

Чтение файлов, формируемых регистратором, с учетом специализированных форматов данных;

Визуализация прочитанной информации с возможность построения диаграмм по любым интересующим каналам;

Добавление прочитанной информации в базу данных аварийных событий в соответствии со структурой базы данных;

. Отображение всех таблиц базы данных в виде, удовлетворяющем конкретного пользователя;

. Отбор аварий по различным критериям, выбираемым пользователем;

. Построение диаграмм по основным аварийным каналам.

Одной из программ, работающей с аварийным регистратором, является программа анализа аварийной ситуации, определяющая основные параметры аварийного процесса. При добавлении информации в базу используются результаты работы этой программы, поэтому проектируемая система должна также обеспечивать чтение файла отчета об анализе аварии.

Глава 1. Обзор устройств на рынке аварийных регистраторов

.1 Бреслер

Регистраторы аварийных сигналов Бреслер-0105, Бреслер-0106 (регистратор ) предназначены для использования в качестве устройства записи и хранения выборок аналоговых и дискретных сигналов (цифровых осциллограмм ). Может применяться для замены шлейфового осциллографа типа Н -13. В этом случае функционально заменяет панель пуска и сам шлейфовый осциллограф.

По своим функциональным возможностям Бреслер-0105 и Бреслер-0106 идентичны, поэтому описание относится к обоим регистраторам.

Регистратор позволяет одновременно записывать 16 аналоговых и 32 (до 80 - исполнение Бреслер -0105.80) дискретных (логических) сигналов. Часть аналоговых входов могут быть выполнены в виде трансформаторов постоянного тока; до 8 дискретных входов могут использоваться для регистрации сигналов с приемопередатчиков ВЧ -защит.

Количество одновременно используемых аналоговых пусковых органов (ПО)-46, дискретных ПО-32 (80-исполнение «Бреслер -0105.80, 64-регистратор «Бреслер -0106). Логика пусковых органов и их уставки могут быть оперативно изменены пользователем. Имеется режим блокировки от длительного пуска.

Записанные осциллограммы сохраняются в энергонезависимой памяти регистратора (флэш-памяти). Единица записи-файл, состоит из предаварийного режима (7 периодов промышленной частоты), аварийного режима (длительность определяется пусковыми органами), послеаварийного режима (10 периодов).

Каждая запись сопровождается информацией о дате, времени пуска, сработавших ПО, уставках ПО. Максимально возможная непрерывная продолжительность записи - 97 сек.

1.2 Цифровой регистратор электрических сигналов 'Парма РП 4.06М'

Прибор предназначен для регистрации аварийных, переходных и установившихся процессов в системах релейной защиты и автоматики на электрических станциях и подстанциях; а также для проведения различного вида измерений и исследований в электроцепях.

Регистратор состоит из блока регистрации (БР) и блоков преобразующих устройств ПУ-16/32 М3 и БПД-128 (от 1 до 6), в зависимости от объекта и решаемых задач. Устройства ПУ и БПД преобразуют регистрируемые сигналы в цифровой код. Связь между БР и ПУ (которые могут быть удалены от базового блока на расстояние до 1 км) осуществляется по выделенным оптоволоконным кабелям, которые обеспечивают высокую надежность и помехоустойчивость передачи данных.

Функциональные возможности «ПАРМА 4.06М»

·        регистрация длительных и каскадных аварийных процессов с предысторией;

·        регистрация напряжений и токов любой формы;

·        автоматическое ОМП в реальном времени - определение поврежденной линии, вида короткого замыкания и расстояния, учет взаимоиндукций линий и отпаек с выводом на индикатор всех возможных решений;

·        автоматическая передача аварийного файла и экспресс-отчета по локальной сети, электронной почте, факсу, GSM, коммутируемым телефонным линиям по заданному пользователем расписанию;

·        анализ сложных системных аварий и электромеханических процессов на основе регистрации параметров электрических сетей в режиме «самописец»;

·        дистанционное управление, контроль и диагностика регистратора по локальным, телефонным сетям и посредством GSM связи

·        интеграция в систему SCADA и встраивание в АСУ ТП через ПО ОРС сервера.

.3 Цифровой регистратор электрических сигналов 'Парма РП 4.08М'

Регистратор аварийных процессов представляет собой компактный аналог прибора "ПАРМА РП 4.06" (ЦРАП 97). Прибор предназначен для регистрации аварийных, переходных и установившихся процессов в системах релейной защиты и автоматики на электрических станциях и подстанциях; а также для проведения различного вида измерений и исследований в электроцепях.

Функциональные возможности "ПАРМА РП 4.08":

·   Регистрация длительных каскадных аварийных процессов с предысторией;

·        Регистрация напряжений и сил токов любой формы в нормальных и аварийных режимах;

·        Регистрация аварийного процесса без "мертвой зоны";

·        Пуск регистратора по симметричным составляющим нескольких присоединений, по действующему значению аналогового сигнала, по частоте, по изменению любых дискретных сигналов;

·        Автоматическое определение в реальном времени поврежденной линии, вида короткого замыкания и расстояния. Учет взаимоиндукций линий и отпаек с выводом на индикатор всех возможных решений;

·        Автоматическая передача аварийного файла и экспресс-отчета по коммутируемым телефонным линиям по расписанию;

·        Регистрация параметров электрических сетей в режиме "самописец";

·        Автоматизированная поверка облегчает проведение контроля метрологических характеристик регистратора;

·        Режим "вольтметр" позволяет просматривать текущие значения аналоговых и дискретных сигналов на индикаторе;

·        Дистанционное управление, контроль и диагностика регистратора по локальным и телефонным сетям;

·        Программное обеспечение доступа, анализа и сервиса, функционирующее в среде Win 95/98/NT/2000, протокол TCP/IP;

·        Мощная программная поддержка для анализа и печати аварийных процессов - Transcop;

·        Представление аварийного файла в форматах Comtrade и CSV для совместимости с другими устройствами и воспроизведения аварий;

·        Доступ по GSM модему;

·        Возможность синхронизации через GPS (RS 232) с помощью системы «Парма РВ 9.01» <#"806456.files/image001.gif">

В БЭМП предусмотрено два вида регистрации параметров аварийных режимов работы защищаемого присоединения:

. Регистратор параметров аварийных событий фиксирует измеряемые величины, необходимые для последующего анализа возникновения повреждения и правильности работы защит и автоматики:

дату/время пуска, срабатывания защит и отключения повреждения (возврата защит);

минимальные и максимальные значения токов/напряжений/частоты в течение аварийного процесса.

. Автоматическое осциллографирование аварийных процессов (с пуском от функций защит и автоматики) защищаемого присоединения производится с записью предаварийного режима (до 0,5 с). Запись нескольких осциллограмм подряд производится без «мёртвых зон». Осциллограммы, считанные по последовательному каналу, хранятся в формате COMTRADE.

Глава 2. Архитектура AVR

.1 Последние достижения архитектура AVR

Корпорация Atmel анонсировала новое семейство AVR-микроконтроллеров - XMEGA. Микроконтроллеры XMEGA - это новое, более совершенное поколение уже хорошо знакомых, популярных и признанных AVR - микроконтроллеров. XMEGA программно совместимы с популярными семействами tiny и mega. Микроконтроллеры XMEGA выпускается в корпусах QFP с количеством выводов от 44 до 100, иметь объем встроенной Flash-памяти от 16 до 1024 килобайт, работать с производительностью до 32 MIPS. XMEGA содержат 4 канала прямого доступа к памяти (DMA), 12-разрядные АЦП и ЦАП, 8 каналов системы событий, криптомодули AES и DES, часы реального времени, блок контроля напряжения питания (BOD), сторожевой таймер, встроенный RC-генератор. Новые микроконтроллеры работают в индустриальном температурном диапазоне -40 : +85°С. Напряжение питания составляет от 1,8 до 3,6 Вольт.

Отличительные особенности нового поколения AVR - XMEGA:

·              Пониженное энергопотребление (технология picoPower второго поколения)

·              Расширенный набор периферии, включая новые цифровые и аналоговые модули

·              Увеличенная производительность процессорного ядра и периферииподдерживаются основными средствами разработок для AVR - AVRISP2, JTAGICE2, AVR Studio, компилятор IAR Systems (некоторые аппаратные средства требуют модернизации для поддержки XMEGA). Предлагается новый стартовый набор STK600, который будет работать со всеми микроконтроллерами AVR, включая XMEGA.

На сегодняшний день начато производство ATxmega128A1 и ATxmega64A1. Начало серийного производства других микроконтроллеров XMEGA планируется в третьем и четвертом кварталах 2008 года.

.2 Особенность АЦП, применяемых в МК с архитетурой AVR

.2.1 Общие характеристики

·        10-разрядное разрешение

·        Интегральная нелинейность 0.5 мл. разр.

·        Абсолютная погрешность ±2 мл. разр.

·        Время преобразования 65 - 260 мкс.

·        Частота преобразования до 15 тыс. преобр. в сек. при максимальном разрешении

·        8 мультиплексированных однополярных входов

·        7 дифференциальных входных каналов 2 дифференциальных входных канала с опциональным усилением на 10 и 200

·        Представление результата с левосторонним или правосторонним выравниванием в 16-разр. слове.

·        Диапазон входного напряжения АЦП 0…VCC

·        Выборочный внутренний ИОН на 2.56 В

·        Режимы одиночного преобразования и автоматического перезапуска

·        Прерывание по завершении преобразования АЦП

·        Механизм подавления шумов в режиме сна

·        ATmega128 содержит 10-разр. АЦП последовательного приближения.

·        АЦП связан с 8-канальным аналоговым мультиплексором, 8 однополярных входов которого связаны с линиями порта F.

·        Общий входных сигналов должен иметь потенциал 0В (т.е. связан с GND).

·        АЦП также поддерживает ввод 16 дифференциальных напряжений. Два дифференциальных входа (ADC1, ADC0 и ADC3, ADC2) содержат каскад со ступенчатым программируемым усилением: 0 дБ (1x), 20 дБ (10x), или 46 дБ (200x).

·        Семь дифференциальных аналоговых каналов используют общий инвертирующий вход (ADC1), а все остальные входы АЦП выполняют функцию неинвертирующих входов. Если выбрано усиление 1x или 10x, то можно ожидать 8-разр. разрешение, а если 200x, то 7-разрядное.

·        АЦП содержит УВХ (устройство выборки-хранения), которое поддерживает на постоянном уровне напряжение на входе АЦП во время преобразования. Функциональная схема АЦП показана на рисунке 108.

·        АЦП имеет отдельный вывод питания AVCC (аналоговое питание). AVCC не должен отличаться более чем на ± 0.3В от VCC.

·        В качестве внутреннего опорного напряжения может выступать напряжение от внутреннего ИОНа на 2.56 В или напряжение AVCC. Если требуется использование внешнего ИОН, то он должен быть подключен к выводу AREF с подключением к этому выводу блокировочного конденсатора для улучшения шумовых характеристик.

.2.2 Принцип действия АЦП

Преобразовывает входное аналоговое напряжение в 10-разр. код методом последовательных приближений. Минимальное значение соответствует уровню GND, а максимальное уровню AREF минус 1 мл. разр. К выводу AREF опционально может быть подключено напряжение AVCC или внутренний ИОН на 1.22В путем записи соответствующих значений в биты REFSn в регистр ADMUX. Несмотря на то, что ИОН на 2.56В находится внутри микроконтроллера, к его выходу может быть подключен блокировочный конденсатор для снижения чувствительности к шумам, т.к. он связан с выводом AREF.

Канал аналогового ввода и каскад дифференциального усиления выбираются путем записи бит MUX в регистр ADMUX. В качестве однополярного аналогового входа АЦП может быть выбран один из входов ADC0…ADC7, а также GND и выход фиксированного источника опорного напряжения 1,22 В. В режиме дифференциального ввода предусмотрена возможность выбора инвертирующих и неинвертирующих входов к дифференциальному усилителю. Если выбран дифференциальный режим аналогового ввода, то дифференциальный усилитель будет усиливать разность напряжений между выбранной парой входов на заданный коэффициент усиления. Усиленное таким образом значение поступает на аналоговый вход АЦП. Если выбирается однополярный режим аналогового ввода, то каскад усиления пропускается .

Работа АЦП разрешается путем установки бита ADEN в ADCSRA. Выбор опорного источника и канала преобразования не возможно выполнить до установки ADEN. Если ADEN = 0, то АЦП не потребляет ток, поэтому, при переводе в экономичные режимы сна рекомендуется предварительно отключить АЦП. АЦП генерирует 10-разрядный результат, который помещается в пару регистров данных АЦП ADCH и ADCL.

По умолчанию результат преобразования размещается в младших 10-ти разрядах 16-разр. слова (выравнивание справа), но может быть опционально размещен в старших 10-ти разрядах (выравнивание слева) путем установки бита ADLAR в регистре ADMUX. Практическая полезность представления результата с выравниванием слева существует, когда достаточно 8-разрядное разрешение, т.к. в этом случае необходимо считать только регистр ADCH. В другом же случае необходимо первым считать содержимое регистра ADCL, а затем ADCH, чем гарантируется, что оба байта являются результатом одного и того же преобразования.

Как только выполнено чтение ADCL блокируется доступ к регистрам данных со стороны АЦП. Это означает, что если считан ADCL и преобразование завершается перед чтением регистра ADCH, то ни один из регистров не может модифицироваться и результат преобразования теряется. После чтения ADCH доступ к регистрам ADCH и ADCL со стороны АЦП снова разрешается. АЦП генерирует собственный запрос на прерывание по завершении преобразования. Если между чтением регистров ADCH и ADCL запрещен доступ к данным для АЦП, то прерывание возникнет, даже если результат преобразования будет потерян.

.2.3 Предделитель и временная диаграмма преобразования

Если требуется максимальная разрешающая способность (10 разрядов), то частота на входе схемы последовательного приближения должна быть в диапазоне 50…200 кГц. Если достаточно разрешение менее 10 разрядов, но требуется более высокая частота преобразования, то частота на входе АЦП может быть установлена свыше 200 кГц. Модуль АЦП содержит предделитель, который формирует производные частоты свыше 100 кГц по отношению к частоте синхронизации ЦПУ. Коэффициент деления устанавливается с помощью бит ADPS в регистре ADCSRA.

Предделитель начинает счет с момента включения АЦП установкой бита ADEN в регистре ADCSRA. Предделитель работает пока бит ADEN = 1 и сброшен, когда ADEN=0. Если инициируется однополярное преобразование установкой бита ADSC в регистре ADCSRA, то преобразование начинается со следующего нарастающего фронта тактового сигнала АЦП.. Нормальное преобразование требует 13 тактов синхронизации АЦП.

Первое преобразование после включения АЦП (установка ADEN в ADCSRA) требует 25 тактов синхронизации АЦП за счет необходимости инициализации аналоговой схемы. После начала нормального преобразования на выборку-хранение затрачивается 1.5 такта синхронизации АЦП, а после начала первого преобразования - 13,5 тактов. По завершении преобразования результат помещается в регистры данных АЦП и устанавливается флаг ADIF. В режиме одиночного преобразования одновременно сбрасывается бит ADSC. Программно бит ADSC может быть снова установлен и новое преобразование будет инициировано первым нарастающим фронтом тактового сигнала АЦП. В режиме автоматического перезапуска новое преобразование начинается сразу по завершении предыдущего, при этом ADSC остается в высоком состоянии.

.2.4 Изменение канала или выбор опорного источника

Биты MUXn и REFS1:0 в регистре ADMUX поддерживают одноступенчатую буферизацию через временный регистр. Этим гарантируется, что новые настройки канала преобразования и опорного источника вступят в силу в безопасный момент для преобразования. До начала преобразования любые изменения канала и опорного источника вступаю в силу сразу после их модификации. Как только начинается процесс преобразования доступ к изменению канала и опорного источника блокируется, чем гарантируется достаточность времени на преобразование для АЦП. Непрерывность модификации возвращается на последнем такте АЦП перед завершением преобразования (перед установкой флага ADIF в регистре ADCSRA). Обратите внимание, что преобразование начинается следующим нарастающим фронтом тактового сигнала АЦП после записи ADSC.

Таким образом, пользователю не рекомендуется записывать новое значение канала или опорного источника в ADMUX до 1-го такта синхронизации АЦП после записи ADSC. Особые меры необходимо предпринять при изменении дифференциального канала. Как только осуществлен выбор дифференциального канала усилительному каскаду требуется 125 мкс для стабилизации нового значения. Следовательно, в течение первых после переключения дифференциального канала 125 мкс не должно стартовать преобразование. Если же в этот период преобразования все-таки выполнялись, то их результат необходимо игнорировать. Такую же задержку на установление необходимо ввести при первом дифференциальном преобразовании после изменения опорного источника АЦП (за счет изменения бит REFS1:0 в ADMUX). Если разрешена работа интерфейса JTAG, то функции каналов АЦП на выводах порта F 7…4 отменяется. См. табл. 42 и “Альтернативные функции порта F”.

.2.5 Погрешность АЦП

Различают следующие типы погрешностей:

·  Погрешность смещения

Усилительный каскад имеет встроенную схему компенсации смещения, которая стремится максимально приблизить к нулю смещение дифференциального измерения. Оставшееся смещение можно измерить, если в качестве дифференциальных входов АЦП выбрать один и тот же вывод микроконтроллера. Измеренное таким образом остаточное смещение можно программно вычесть из результата преобразования. Использование программного алгоритма коррекции смещения позволяет уменьшить смещение ниже одного мл. разр. Определения погрешностей аналогово-цифрового преобразования n-разрядный однополярный АЦП преобразовывает напряжение линейно между GND и VИОН с количеством шагами 2n (мл. разрядов). Минимальный код = 0, максимальный = 2n-1. Основные погрешности преобразования являются отклонением реальной функции преобразования от идеальной. К ним относятся: Смещение - отклонение первого перехода (с 0x000 на 0x001) по сравнению с идеальным переходом (т.е. при 0.5 мл. разр.). Идеальное значение : 0 мл. разр.

·  Погрешность усиления.

После корректировки смещения погрешность усиления представляет собой отклонение последнего перехода (с 0x3FE на 0x3FF) от идеального перехода (т.е. отклонение при максимальном значении минус 1,5 мл. разр.). Идеальное значение: 0 мл. разр.

Погрешность усиления

·  Интегральная нелинейность (ИНЛ).

После корректировки смещения и погрешности усиления ИНЛ представляет собой максимальное отклонение реальной функции преобразования от идеальной для любого кода. Идеальное значение ИНЛ = 0 мл. разр.

·  Дифференциальная нелинейность (ДНЛ).

Максимальное отклонение между шириной фактического кода (интервал между двумя смежными переходами) от ширины идеального кода (1 мл. разр.). Идеальное значение: 0 мл. разр.

Дифференциальная нелинейность (ДНЛ)

·  Погрешность квантования.

Возникает из-за преобразования входного напряжения в конечное число кодов. Погрешность квантования- интервал входного напряжения протяженностью 1 мл. разр. (шаг квантования по напряжению), который характеризуется одним и тем же кодом. Всегда равен ±0.5 мл. разр.

·  Абсолютная погрешность.

Максимальное отклонение реальной (без подстройки) функции преобразования от реальной при любом коде. Является результатом действия нескольких эффектов: смещение, погрешность усиления, дифференциальная погрешность, нелинейность и погрешность квантования. Идеальное значение: ±0.5 мл. разр.

.2.6 Результат преобразования АЦП

По завершении преобразования (ADIF = 1) результат может быть считан из пары регистров результата преобразования АЦП (ADCL, ADCH). Для однополярного преобразования: где Vвх - уровень напряжения на подключенном к АЦП входу; Vион -напряжение выбранного источника опорного напряжения. Код 0x000 соответствует уровню аналоговой земли, а 0x3FF - уровню напряжения ИОН минус 1 шаг квантования по напряжению. При использовании дифференциального канала Результат представляется в коде двоичного дополнения, начиная с 0x200 (-512d) до 0x1FF (+511d). Обратите внимание, что при необходимости быстро определить полярность результата достаточно опросить старший бит результата преобразования (ADC9 в ADCH). Если данный бит равен лог. 1, то результат отрицательный, если же лог. 0, то положительный.

Пример: Пусть ADMUX = 0xED (пара входов ADC3 - ADC2, Ку=1, Vион=2.56В, результат с левосторонним выравниванием), напряжение на входе ADC3 = 300 мВ, а на входе ADC2 = 500 мВ, тогда: КодАЦП = 512 * 10 * (300 - 500) / 2560 = -400 = 0x270 С учетом выбранного формата размещения результата (левосторонний) ADCL = 0x00, а ADCH = 0x9C. Если же выбран правосторонний формат (ADLAR=0), то ADCL = 0x70, ADCH = 0x02.

Глава 3. Описание аппаратной части проекта

.1 Краткое описание флэш-накопителя AT45DB161

.1.1 Электрические характеристики

Корпус : SO-8, TSOP-28, MLF-8

Номинальное напряжение питания 2,7….3….3.6 вольт.

Макс. Скорость тактирования SPI=66 мГц

Режимы Spi : 0 и 3.

Два высокоскоростных промежуточных буфера размером 528 байт.

Программно настраиваемый размер страницы : 528\512 байт

страниц основной памяти.

Возможность постраничного, поблочного, посекторного и полного стирания.

Ток потребления : -в режиме чтения=7 мА.

в реж. ожидания= 25 мкА

в реж. выкл.= 9 мкА

Программная посекторная блокировка записи\ блокировка чтения.

Два 64х байтных регистра:

программируемых пользователем однократно.

уникальный идентификационный номер.

Сохранность данных=20 лет

Износостойкость: 100 тыс. циклов записи чтения

Цоколёвка (для SO-8)

Вывод сброса можно оставить не подключенным, так как он имеет подтягивающий источник. Однако при необходимости, его можно подсоединить к Reset микроконтроллера.

Выводы SI, SCK, SO подключают к одноимённым выводам МК. В роли управляющего вывода для CS может использоваться любая ножка МК, способная изменять логический уровень.

Ножку WP подтягивают к напряжению питания с помощью резистора. Если необходимо защитить содержимое памяти, то подтягивают к потенциалу земли.

.1.2 Опкоды команд управления флэш-памятью

Всего данная микросхема поддерживает 44 команды. Но я в дипломной работе использую только 5 (все 528ми байтные).

Далее в команде следует 10\12 битный адрес плюс добавочные биты, чтобы заполнить оставшееся свободное место . Добавочные байты информации не несут. Три байта для адреса пришлось вводить из-за команд побайтного доступа. Основная память состоит из

бит, или в байтах 216, или 2мБайт. То есть для побайтной адресации нужно 2 байта. Кроме того, добавочные байты позволяют подготовиться к приёму адреса.

В содержимом байта регистра статуса нас интересует 8ой (старший) бит. Если он установлен (=1), то чип готов к выполнению последующей команды. Возможными причинами сброшенного состояния бита может быть недостаточно выделенное время.

На запись страницы выделяется в основную память выделяется 16 мС, на чтение из основной памяти 4мС, на операцию передачи между промежуточным буфером и МК уходит 4мС.

.2 Схемы

.2.1 Схематика базового модуля ETT-128

В процессе эксплуатации выявилась необходимость модификации:

·        Впаял часовой кварц к выводам 18, 19.

·        Выпаял резистор между питанием и источником опорного напряжения.

·        Добавил внешний разъем для подключения питания от USB шины.

.2.2 Схема приставки для исследования переходных процессов в модели линии

3.2.3 Схема приставки для исследования коммутации реле при переходе через нуль

Глава 4. Описание программ.

.1 Общее описание

Режим АЦП

При демонстрации флэш-памяти разрешение АЦП для простоты выбрано равным 8ми битам и частота дискретизации = 3 кГц. При измерении переходных процессов используется 10ти битное разрешение и частота дискретизации = 30 кГц, что позволяет просматривать форму даже 11ой гармоники промышленной частоты. Источниками сигнала должны выдавать пиковое напряжение по модулю не более 2,56 вольт в номинальном диапазоне измерений.

Предполагаемое применение

Предполагается, что запуск снятия осциллограммы будет инициализироваться командой с асинхронного порта и самое главное - от изменения логического уровня на ножке .

Храниться информация будет во флэш-памяти с последующей передачей на ПК по УСАПП. Приём информации может осуществлять любой Дата логгер асинхронного порта. Для обработки данных можно применить программу MICROSOFT EXEL.

Часы реального времени

Часы реального времени. Источником тактирования является «часовой » кварцевый резонатор с основной частотой генерации равной 215 герц. Счётчиком циклов является 8ми разрядный таймер 0 (хотя у AM128 может быть использован второй таймер). Коэффициент деления выбран равным 32, а режим работы - таймер, то есть коэффициент пересчёта равен 256. В теле программы происходит регулярная проверка бита Tifr.0 . При обнаружении данного бита установленным, содержимое «Tact» увеличивается. Введение такой проверки и промежуточного счётчика позволило избавиться от прерывания, но накладывает ограничение на время работы цикла программы на уровне 240 мС. Достижение значения этого счётчика 4х означает истечение секунды (256*32*4=32768=215).Далее идёт перенос с разряды минут, часов, дней и т.д.

FIFO буфер

Понятие FIFO буфер (в пер. с англ. «Первый вошёл - первый вышел») тесно связано с современными программами, работающими с портами. Рассмотрим FIFO буфер нашего УСАПП.

Любой микроконтроллер имеет 8ми битный регистр линии входящих данных, но как правило, передача содержит более 1го байта подряд. Поэтому, чтобы не потерять информацию при приёме, надо куда-то перемещать пришедший байт, освобождая место для последующих байтов. Для этого в моей программе используется первичный 9ти байтный буфер Rs_pack_b, информация в который записывается по вектору прерывания .

Однако полученная информация нуждается в обработке и если, во время обработки произойдет приём байта по УСАПП, то произойдёт сбой. С целью исключения такого сбоя, используется вторичный 9ти байтный буфер Rs_buf . Именно из него берётся информация для обработки.

Результаты компиляции программы

Средой разработки программ служит среда Bascom - Avr фирмы MSC Electronics. Размер программы в ROM памяти : 10 кБ (использовано 9% общего объёма). Погрешность скорости УСАПП: 3,55%.

4.2 Система пакетного приёма и передачи команд и информации

Как правило, канал связи должен обладать высокой надёжностью и достаточной скоростью. С этой целью передача информации передаётся 10ти байтными посылками или, выражаясь профессиональным языком, пакетами. Первый байт в пакете является Id номером и должен совпадать с IP адресом модуля, который предварительно задаётся в программе. В моей программе IP=128. Вторым байтом в пакете, отправляемом от хоста (ПК) является код команды, а последним -число 13. В случае нарушения какого-либо правила, модуль отчитывается об ошибке.

Приведу таблицу, содержащую коды команд, их назначение и содержимое, отправляемые от хоста (ПК) к модулю.

И аналогичная таблица, содержащую коды команд, их назначение и содержимое,,отправляемые от модуля к хосту (ПК).

Скриншот окна программы терминала. Микроконтроллер записал данные во флэш-память . Далее он, получив соответствующую команду по УАПП, считывает и отправляет данные в УАПП.

4.3 Алгоритм работы цикла основной подпрограммы и подпрограммы FIFO буфера

4.4 Алгоритм подпрограммы записи осциллограммы

4.5. Алгоритм подпрограммы ZVC

Глава 5. Ход работы

.1 Тестирование АЦП

Оговорю размерности графиков . По горизонтали указана шкала номеров выборок . Их количество лимитировано размером RAM памяти и равно 1200. По вертикальной оси отложена амплитуда сигнала в относительных единицах. Учитывая, что опорное напряжение АЦП равно 2.56 В, то одна относительная единица равна 5 мВ .

Для начала работа АЦП была проверена на синусоиде переменного тока промышленной частоты . Источником являлся понижающий трансформатор. Полученная диаграмма оказалось гладкой и правдоподобной. Исходя из того, что частота сети 50 гц можно высчитать реальную частоту дискретизации АЦП: 20 000мкС : 625 = 32 мкС\изм.

На рисунке изображена кривая, построенная в программе MS EXEL по точкам дискретных выборок.

При повышении частоты входного сигнала кол-во выборок за один период уменьшается .В данном случае источником сигнала был выход звуковой карты компьютера. Синусоида частотой 561 гц сгенерирована с помощью программы NCH Tone Generator.

Синусоида частотой 561 Гц

Меандр частотой 561 Гц.

Треугольник 561 Гц.

.2 Исследование переходного режима при разряде RC цепочки

В качестве объекта исследования выбрана интегрирующая цепочка R1C8, находящаяся в модуле . В нормальном режиме конденсатор C8 заряжен до половины напряжения питания через делитель R2R3. После переключения/нажатая переключателя/кнопки SW1 происходит разряд конденсатора через цепь R1,SW1.31 на землю. Тогда напряжение будет снижаться по экспоненциальному закону согласно закону:

Uc=A*e-t/(rC)

где A-напряжения в момент начала разряда (В);

t - время от момента начала разряда (сек).

Для того, чтобы зафиксировать всю кривую разряда цепочки пришлось шунтировать резистор R1 другим резистором, номиналом 1К5. Тогда эквивалентное сопротивление R1 будет равно 1,5*10*106 /(1500+10000) = 1300 [ом]. Теперь посчитаем постоянную времени :

τ = r*C = 1.3*103*1,5*10-6 = 1,95*10-3(сек)

График, построенный по полученным от микроконтроллера значениям

Зная время одного преобразования, можно сравнить расчётный график и полученный в результате измерения.

Теперь построим график по полученным значениям в таблице 1.

.3 Исследование переходных процессов в модели линии

После получения правдоподобных графиков преступим к исследованию переходного процесса в модели длинной ЛЭП . Схема приставки для запуска работы АЦП и генерации переходного процесса указана в разделе 3.2.2. Модель схемы замещения была выбрана в виде П-образного LC ФНЧ. Номиналы были выбраны по двум критериям:

·   Частота ударного самовозбуждения должна быть не слишком высокой, чтобы регистратор мог отчётливо зафиксировать форму кривой.

·        Достаточная добротность контура, чтобы амплитуда колебаний была достаточной для её фиксации.

После нажатия на кнопку происходит запуск АЦП и размыкание контактов, соединяющих выход трансформатора и CLC цепочку. На графике видно, что первые 10ть циклов (прим. 320 мкС) происходит разрядка первого конденсатора. Далее возникает ударное возбуждение с периодическим действующим значением . Частота исходя из графика (за 50 циклов выборок сменяются 3,3 периода):

F=106/(50*32/3.5)= 425 Гц.

Рассчитаем теоретическую частоту колебаний по [7]. Резистивное сопротивление катушки индуктивности равно 100 ом и в формуле его учитывать не будем.

F=1/(2*π√(L*C)= 1/(2*π√(33*10-3*2*10-6)=460Гц

что достаточно близко. Теперь вычислим период затухания колебаний с учётом сопротивления :

F=1/(2*π√((L*C) -1-( R /2L)2)= 1/(2*π/(√((33*10-3*2*10-6) -1 - (100/2*33*10-3) 2))= 1/(2*π/(√(1,5*107-2,5*106))= 563 cек .

Именно столько времени должны теоретически происходить колебания. Но в реальной катушке имеются много типов магнитных потерь, поэтому реальное время во много раз меньше. Исходя из второй диаграммы я гарантированно могу отметить, что время затухания больше, чем 38 мС.

На рисунке изображена диаграмма первых 220ти выборок.

Как и описано в [7], происходит модуляция переменного напряжения сети напряжением колебаний переходного процесса. Частота всплесков равна 50ти герцам, что соответствует питающему сигналу.

.4 Разработка технологии коммутации в точке пересечения с нулём

Подстанции энергетики как правило имеют в своём составе как минимум 2 выключателя на фазу. Причём цена каждого может составлять несколько миллионов рублей. Ресурс включений/выключений при номинальном токе высок, а вот при токе к.з. он в среднем составляет 100. Естественно возникает желание увеличить последний показатель. Я предлагаю использовать такую особенность переменного напряжения как периодическое равенство амплитудного значение нулю и постоянство частоты.

С точки зрения контактов реле их переключение при к.з. является переходным процессом, так как возникает дуга. Если переключение происходит при равенстве амплитудного значение нулю, то дуги не будет.

Данный алгоритм давно используется в импульсных источниках питания и носит аббревиатуру ZVC (zero voltage commutatin) и в интегральных оптосимисторах ZСC (zero cross commutatin). Вышеописанные алгоритмы обеспечивают низкий уровень генерируемых помех и умеренную скорость возрастания напряжения .

Применительно к электромеханическим (далее ЭМ) реле алгоритм несколько сложнее. Если полупроводниковые коммутаторы коммутируют практически моментально после подачи управляющего напряжения, то у ЭМ реле задержка может составлять от единиц до сотен миллисекунд. Поэтому необходимо коммутировать обмотку напряжения раньше, чем произойдёт пересечение с нулём на время срабатывания.

В качестве коммутирующего элемента выбрано электромагнитное реле китайской фирмы Wanja.

Заявленные характеристики:

·   Тип системы               Поляризованное

·   Макс. коммутируемый ток 60 Ампер

·        Макс. коммутируемое напряжение 250 Вольт

·        Количество позиций контактов 2

·        Количество контактных пар 1

·        Номинальное напряжение питания обмотки 12 Вольт (двухобмоточное).

·   Ориентировочная стоимость 4 $

Следует заметить, что существует и 3х фазный вариант реле.

Поляризованная система позволяет при малых габаритах магнитной системы, а следовательно и стоимости, быстро коммутировать большие токи. Обмотка реле, имеющая отвод от середины, позволяет применить для управления два транзистора вместо четырёх (мостовая схема).

Согласно собственным измерениям, сопротивление каждой из обмоток равно 50 ом. Следовательно, по закону Ома, потребляемый ток равен 240 мА. Максимальный ток, проходящий через ножку микроконтроллера равен 20ти мА. Поэтому для коммутации напряжения питания на управляющие обмотки применяется транзистор средней мощности ( кт660 ). Так как на плате микроконтроллера присутствует напряжение питания 4…5 Вольт, то приходится питать модуль реле от отдельного сетевого БП через штекер Р1.

В отличие от высоковольтных выключателей, у данного реле только одна контактная группа, то возникает сложность при контроле состояния коммутирующих контактов. В частности необходимо измерять время срабатывания контактов после подачи сигнала переключения. Как показала практика, время срабатывания колеблется в пределах 5…8 мс, причём время отключения несколько меньше включения. Колебания времени я объясняю колебаниями питающего напряжения и колебаниями в положении магнитной системы. Статистика времени срабатывания в части «Приложение» «Время срабатывания реле» . После незначительного изменения программы, микроконтроллер 100 раз подряд измеряет время срабатывания реле . Первые три цифры -опкоды команды. Последующие две - время срабатывание на замыкание и размыкание соответственно . Размерность в сотнях микросекунд. Значения колеблются в пределах 30…260. При работе в качестве МТЗ таких колебаний не происходит, поскольку между переключениями проходит не менее 30 мС. За это время упругость гнущихся элементов восстанавливается, а магнитный поток катушки затухает.

Алгоритм подробно расписан в разделе 3.4.5. Приведу скриншоты обмена информации в окне программы Bill Serial Monitor.

На рисунке 7.1 оператор отправил 10ти байтовую команду для измерения времени срабатывания реле. После измерения модуль отвечает возвратом опкода принятой команды, значениями переменных Rele_Time_on (75), Rele_Time_off (50), Apv_w_on (2700), Apv_w_off (5200). На риунке 7.1 модуль отправляет среднеамплитудные значения . На риунке 7.1 модуль отправляет значение Oc_cycles (57). Порог Sl_koef = 50.

Теперь опишу управляющие и контролирующие выводы схемы. Portc.o -контроль состояния контактов реле. Переключатель SW1 должен временно переключаться перед измерением времени срабатывания. К одному концу контакта К1.1 через SW1 подводится Vcc, с другого конца через SW1 Portc.o считывает логическое состояние. Portc.1, Portc.2- коммутируют транзисторы для управления катушками реле. VR1 - делитель переменного напряжения, эмитирующий трансформатор тока.

Снятие осциллограмм осуществлялось его подачей через штекер Р на линейный вход звуковой карты . Для захвата данных и построения диаграммы была использована программа Nero Wave Editor.

На рисунке 7.4 изображена график коммутации переменного напряжения . Движком переменного резистора выставлялось переменное напряжение, амплитудой превышающее Sh_val . Синусоида малой амплитуды отображает состояние отключенных контактов. Спустя 11…12 периодов срабатывает АПВ и контакты замыкаются. За 1 период МТЗ и за последующий полупериод отключает контакты. Далее опять следует цикл АПВ. Все моменты проходили в момент пересечения с нулём, следовательно опыт удался.

ГЛАВА 6. Безопасность жизнедеятельности

Действие электрического тока на человека зависит от его значения, продолжительность и пути, по которому он проходит, а также от физического состояния человека. Наибольшую опасность представляет ток, проходящий через область сердца.

Наименьший ток, воспринимаемый человеком, составляет 1 mА. Его называют порогом чувствительности. Ток от 1 до 6 mА вызывает боль и непроизвольные сокращения мышц, однако человек способен отпустить предмет, через который ток входит в руку. Наибольший ток, при котором человек не способен самостоятельно освободиться, называется порогом отпускания. Американским институтом инженеров-электриков этот порог установлен в 9 mА, при этом напряжение от руки к ногам составляет 10,2 В. Следовательно сопротивление человека 10,2 / 0,009 = 1130 Ом. В СНГ порог отпускания 6 mА при напряжении 36 В, и сопротивление человека 6000 Ом.

При дальнейшем увеличении тока сокращение мышц распространяется от рук к грудной клетке, вследствие чего дыхание затрудняется и затем становится невозможным. В течение нескольких минут человек теряет сознание и умирает от удушья. При своевременном отключении дыхания восстанавливается и опасных последствий при этом не наблюдается.

Ток порядка 0,1 А при продолжительности в несколько секунд вызывает нарушение нормального ритма сердца, когда оно не бьется, а трепещет. Прекращается циркуляция крови, и смерть наступает в течение нескольких минут. Единственный способ восстановить нормальную работу сердца заключается в своевременной дефибриляции, которая в практике обслуживания электроустановок отсутствует. Поэтому возможность возникновения фибриляции сердца должна быть исключена соответствующим проектированием заземляющего устройства.

Для людей массой до 50 кг порог фибриляции равен:

где t - продолжительность прохождения тока.

Для людей массой около 70 кг:

Расчетное время t следует принимать равным времени действия релейной защиты и времени отключения выключателей. Для быстродействующих выключателей это 0,06 - 0,08 с. Принимая во внимание возможность второго шока при АПВ, следует расчетное время удвоить (0,15 с).

При проектировании заземляющих устройств пользуются понятиями допустимых напряжений прикосновения и шага, под которыми понимают предельные значения этих величин. Допустимые напряжения определены умножением соответствующих пороговых значений тока на сопротивление человека. Сопротивление человека можно считать число активным, и оно является неодинаковым при прохождении тока от руки к ногам и от ноги к ноге и составляет от 500 до 6000 Ом [6].

Опасность шагового напряжения меньше опасности напряжения прикосновения, так как ток не проходит через область сердца. Кроме того, в этом случае ток через человека ограничивается большим сопротивлением земли под ступнями. Однако следует учитывать следующее:

·        под действием шагового напряжение, воспринимаемого болезненно, человек может упасть, что вызовет ток через грудную клетку и область сердца;

·        короткое замыкание может произойти, когда человек работает на четвереньках. Поэтому допустимые напряжения прикосновения и шага в заземляющем устройстве в эффективно заземленных сетях приняты одинаковыми. Допустимые напряжения для сетей незаземленных или заземленных через дугогасящие реакторы установлены равными 36 В, при этом ток через человека не превышает 6 mА, что соответствует порогу отпускания.

·        При нормировании и проектировании заземляющего устройства учитывают вероятность травмирования человека электрическим током и стараются уменьшить вероятность возникновения условий для этого. Приведем условия, при совпадении которых возможно травмирование:

·        замыкание в таком месте электрические системы и при таких условиях, при которых ток стекания в землю достигает расчетного значения;

·        неблагоприятное состояние земли (большая влажность поверхностного слоя);

·        присутствие человека в таком месте и в таком положении, что он оказывается под опасным напряжением;

·        отсутствие дополнительных сопротивлений (обуви, рукавиц), включенных последовательно с человеком;

·        достаточная для травмирования продолжительность тока.

6.1 Электробезопасность в сетях с напряжением до 1 кВ

Эти сети выполняются четырехпроводными или трехпроводными. Их присоединяют к сетям более высокого напряжения через понижающие трансформаторы мощностью не более 1 - 2,5 МВА.

. Четырехпроводные сети.

Они позволяют подключать к ним трехфазные приемники на линейное и однофазные - на фазное напряжение. Нулевой провод обеспечивает одинаковое напряжение на фазах нагрузки, если она неравномерна. Он имеет такую же изоляцию, как и фазные провода, а сечение его обычно меньше сечения фазных проводов. При обрыве нулевого провода происходит перераспределение напряжения по фазам нагрузки, что нельзя допустить. Поэтому установка коммутационных аппаратов и плавных предохранителей в нулевом проводе запрещена.

Нейтраль обмотки низшего напряжения трансформатора заземляют, т.е. присоединяют к заземлителю подстанции, а нулевой провод заземляют многократно. Кожухи электродвигателей, металлические части осветительной аппаратуры присоединяют к нулевому проводу, чтобы обеспечить автоматическое отключение поврежденных участков сети при замыкании на корпус. Такое использование нулевого провода называют занулением.

Четырехпроводная сеть обладает следующими свойствами:

а) при однофазных коротких замыканиях в ней обеспечивается быстрое и селективное отключение поврежденных участков сети с помощью автоматических выключателей и плавких предохранителей, время отключения не превышает обычно 0,1 с;

б) при замыкании на корпус заземленные части приобретают некоторый потенциал, зависящий от сопротивления нулевого провода и размещения заземлителей вдоль линии. Безопасность прикосновения обеспечивается кратковременностью тока.

в) при пробое изоляции трансформатора со стороны обмотки высшего напряжения на обмотку низшего напряжения люди защищены от опасных напряжений, так как обмотка низшего напряжения заземлена;

г) случайное прикосновение к фазному проводу представляет большую опасность. Поэтому правила техники безопасности категорически запрещают работу в электроустановках под напряжением.

. Трехпроводные сети.

Они предназначены для присоединения электродвигателей. В них нейтраль обмотки низшего напряжения трансформатора не заземляют, а присоединяют к земле через пробивной предохранитель. Кожухи электродвигателей и другого оборудования заземляют в целях безопасности прикосновения.

Особенности сети

·        При замыкании на корпус образуется цепь через активные и емкостные сопротивления неповрежденных проводов относительно земли. Сопротивления эти велики и ток короткого замыкания мал (несколько ампер). Он недостаточен для срабатывания автоматических выключателей и плавления ставок предохранителей. Напряжения неповрежденных проводов относительно земли повышается до UЛ, но напряжения между проводами не меняются. Поэтому работа приемников энергии не нарушается. Это достоинство трехпроводных сетей. О нарушении нормальной работы персонал узнает по показаниям контрольных приборов и аварийному сигналу. Заземленные части электрооборудования приобретают некоторый потенциал. Если протяженность сети невелика и ее изоляция в хорошем состоянии, то это напряжение не велико.

·        При пробое изоляции трансформатора со стороны высшего напряжения на обмотку низшего напряжения искровой промежуток пробивного предохранителя перекрывается, и обмотка низшего напряжения соединяется с землей, что устраняет опасность для людей.

·        Случайное прикосновение к фазному проводу менее опасно, чем в заземленной сети, поскольку последовательно с человеком включены относительно большие сопротивления изоляции двух других фаз.

·        В последнее время в сетях с изолированной нейтралью в целях безопасности стремятся уменьшить продолжительность однофазных замыканий. Специальные устройства, реагирующие на ток нулевой последовательности, потенциал заземленных предметов или сопротивление проводов относительно земли, получили название устройств защитного отключения.

·        В России сети 660 В выполняют незаземленными. ПУЭ рекомендует применение трехпроводных незаземленных сетей при напряжении 380 и 220 В в подземных и передвижных установках. Безопасность здесь обеспечивается непрерывным контролем за состоянием изоляции сети и применением устройств защитного отключения.

.2 Меры защиты от прямого прикосновения

Меры защиты от прямого прикосновения: основная изоляция,ограждения и оболочки, установка барьеров,расположение вне зоны досягаемости, применение малого напряжения .

Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ следует применять устройство защитного отключения (УЗО). В основе действия УЗО лежит принцип ограничения продолжительности протекания тока через тело человека при его непреднамеренном прикосновении к элементам электроустановки, находящимся под напряжением.

Меры защиты при косвенном прикосновении: защитное заземление, автоматическое отключение,выравнивание потенциалов,двойная или усиленная изоляция.

Напряжение шага - напряжение между двумя точками на поверхности земли на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека. При поражении током нужно удалить пострадавшего из зоны шагового напряжения на расстояние не менее 8 м от места стекания тока на землю.

Средства защиты, используемые в электроустановках

Электрозащитные средства: изолирующие (изолирующие штанги, изол клещи, указатели напряжения, диэл. перчатки, галоши и боты, ручной изолирующий инструмент, диэл. ковры и изолирующие подставки, лестницы приставные и стремянки изолирующие стеклопластиковые, гибкие изолирующие покрытия и накладки для работ в электроустановках до 1кВ, устройства и приспособления для обеспечения безопасности работ при измерениях и испытаниях, спец средства защиты, устройства и приспособления изолирующие для работ под напряжением в установках под напряжением 110кВ и выше), основные, дополнительные, неизолирующие (плакаты и знаки безопасности, переносные заземления, защ. ограждения, сигнализаторы наличия напряжения)редства защиты от электрических полей повышенной напряженности (330 кВ и выше): коллективные средства защиты (съемные и переносные экраны и плакаты безопасности) индивидуальные средства защиты (комплекты индивидуальные экранирующие)

Средства индивидуальной защиты: средства защиты головы,средства защиты глаз и лица,средства защиты органов дыхания,средства защиты рук, средства защиты от падения с высоты,одежда специальная защитная.

Основные изолирующие ЭЗС до 1 кВ: изолирующие штанги,изолирующие клещи, указатели напряжения,электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, ручной изолирующий инструмент.

Дополнительные изолирующие ЭЗС до 1 кВ: диэлектрические галоши, диэлектрические ковры и изолирующие подставки, изолирующие колпаки, покрытия и накладки, лестницы приставные и стремянки изолирующие стеклопластиковые.

Плакаты и знаки безопасности: запрещающие (не включать работают люди, не включать работа на линии, не открывать работают люди, работа под напряжением повторно не включать) предупреждающие ("молния", испытание опасно для жизни, не влезай убьёт, стой напряжение, опасное электрическое поле без средств защиты проход запрещен) предписывающие (работать здесь, влезать здесь) указательные (заземлено).

Общие правила пользования средствами защиты.

Руководитель потребителя и ответственный за электрохозяйство должны контролировать соответствие условий труда на рабочих местах требованиям безопасности и производственной санитарии, и при невозможности устранить воздействие на персонал вредных и опасных факторов руководящие должностные работники обязаны обеспечить персонал средствами индивидуальной защиты.

При работе следует использовать только средства защиты, имеющие маркировку с указанием завода-изготовителя, наименования типа изделия и года выпуска, а также штампа об испытании. При обнаружении непригодности средств защиты они подлежат изъятию. Об изъятии непригодных средств защиты должна быть сделана запись в журнале учета и содержания средств защиты или в оперативной документации.

Перед каждым применением средства защиты персонал обязан проверить его исправность, отсутствие внешних повреждений и загрязнений, а также проверить по штампу срок годности. Не допускается использование средств защиты с истекшим сроком годности. При использовании основных изолирующих средств достаточно применения одного дополнительного.

При необходимости защитить работающего от шагового напряжения диэлектрические боты или галоши могут использоваться без основных средств защиты.

Содержание и хранение средств защиты

Средства защиты необходимо хранить в закрытых помещениях. Средства защиты, изолирующие устройства и приспособления для работ под напряжением следует содержать в сухом, проветриваемом помещении.

Средства защиты из резины и полимерных материалов, находящиеся в эксплуатации, следует хранить в шкафах, стеллажах, полках отдельно от инструмента и других средств защиты. Они должны быть защищены от воздействия кислот, щелочей, масел, бензина и других разрушающих веществ, а также от прямого действия солнечных лучей и теплового воздействия нагревательных приборов

Средства защиты органов дыхания следует хранить в сухих помещениях в специальных сумках.

Учет средства защиты и контроль за их состоянием

Все находящиеся в эксплуатации средства защиты должны быть пронумерованы (за исключением касок, ковров, подставок, плакатов). Нумерация устанавливается отдельно для каждого вида средства защиты с учетом принятой системы организации эксплуатации и местных условий. Допускается использование заводских номеров.

Инвентарный номер наносят непосредственно на средство защиты краской или выбивают на металлических деталях. Возможно нанесение на прикрепленную к средству защиты бирку.

В подразделениях предприятий/организаций необходимо вести журналы учета и содержания средств защиты. Средства защиты, выданные в индивидуальное пользование, также должны быть зарегистрированы в журнале.

Наличие и состояние средств защиты проверяется периодическим осмотром не реже 1 раза в 6 месяцев.

ЭЗС, полученные от заводов-изготовителей или со складов, должны быть проверены по нормам эксплуатационных испытаний. НЕ подвергаются эксплуатационным испытаниям изолирующие подставки, диэлектрические ковры, переносные заземления, защитные ограждения, плакаты и знаки безопасности, а также монтерские пояса и страховочные канаты.

На выдержавшие испытания средства защиты, применение которых зависит от напряжения, ставится штамп. Штамп должен быть отчетливо виден, он должен наноситься несмываемой краской или наклеиваться на изолирующие части около ограничительного кольца изолирующих ЭЗС и устройств для работы под напряжением. На средствах защиты, не выдержавших испытания, штамп должен быть перечеркнут красной краской.

Правила пользования

·        перед началом работы с указателем проверить, кратковременно коснувшись токоведущих частей.

·        при проверке отсутствия напряжения время непосредственного контакта с

·        контролируемыми токоведущими частями должно быть не менее 5 с.

·        при использовании однополюсного указателя должен быть обеспечен контакт между электродом на торцевой или боковой части с рукой оператора. Применение диэлектрических перчаток не допускается.

Перчатки диэлектрические

·        Перед применением осмотреть (повреждения, увлажнение, загрязнение), проверить на наличие проколов скручиванием.

·        Не допускается подвертывать края. Допускается надевать сверху брезентовые перчатки или рукавицы.

·        Периодически промывать содовым или мыльным раствором с последующей сушкой.

Обувь специальная диэлектрическая

·        Галоши - до 1 кВ, боты - при всех напряжениях.

·        По цвету должны отличаться от остальной резиновой обуви.

·        Перед применением осмотреть на предмет обнаружения дефектов (отслоения деталей или подкладки, посторонние твердые включения).

Ковры диэлектрические и подставки изолирующие.

·        ковры толщиной 6±1 мм ширина 500-8000 мм; длина 500-1200 мм.

·        настил не менее 500х500 (зазор между планками 10-30 мм).

·        не испытывают, осматривают не реже 1 раз в 6 мес. перед применением.

.3 Электромагнитные излучения

Источники электромагнитных излучений

Известно, что около проводника, по которому протекает ток, возникают одновременно электрическое и магнитное поля. Если ток не меняется во времени, эти поля не зависят друг от друга. При переменном токе магнитное и электрическое поля связаны между собой, представляя единое электромагнитное поле.

Электромагнитное поле обладает определённой энергией и характеризуется электрической и магнитной напряжённостью, что необходимо учитывать при оценке условий труда.

Источниками электромагнитных излучений служат радиотехнические и электронные устройства, индукторы, конденсаторы термических установок, трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, генераторы сверхвысоких частот и др.

Современные геодезические, астрономические, гравиметрические, аэрофотосъёмочные, морские геодезические, инженерно-геодезические, геофизические работы выполняются с использованием приборов, работающих в диапазоне электромагнитных волн, ультравысокой и сверхвысокой частот, подвергая работающих опасности с интенсивностью облучения до 10 мкВт/см2.

Биологическое действие электромагнитных излучений

Электромагнитные поля человек не видит и не чувствует и именно поэтому не всегда предостерегается от опасного воздействия этих полей. Электромагнитные излучения оказывают вредное воздействие на организм человека. В крови, являющейся электролитом, под влиянием электромагнитных излучений возникают ионные токи, вызывающие нагрев тканей. При определённой интенсивности излучения, называемой тепловым порогом, организм может не справиться с образующимся теплом.

Нагрев особенно опасен для органов со слаборазвитой сосудистой системой с неинтенсивным кровообращением (глаза, мозг, желудок и др.). При облучении глаз в течение нескольких дней возможно помутнение хрусталика, что может вызвать катаракту.

Кроме теплового воздействия электромагнитные излучения оказывают неблагоприятное влияние на нервную систему, вызывают нарушение функций сердечно-сосудистой системы, обмена веществ.

Длительное воздействие электромагнитного поля на человека вызывает повышенную утомляемость, приводит к снижению качества выполнения рабочих операций, сильным болям в области сердца, изменению кровяного давления и пульса.

Оценка опасности воздействия электромагнитного поля на человека производится по величине электромагнитной энергии, поглощённой телом человека.

Электрические поля токов промышленной частоты

Установлено, что негативное воздействие на организм работающих оказывают и электромагнитные поля токов промышленной частоты (характеризуются частотой колебаний от 3 до 300 Гц). Неблагоприятные воздействия токов промышленной частоты проявляются только при напряжённости магнитного поля порядка 160-200 А/м. Зачастую магнитная напряжённость поля не превышает 20-25 А/м, поэтому оценку опасности воздействия электромагнитного поля достаточно производить по величине электрической напряжённости поля.

Для измерения напряжённости электрического и магнитного полей используют приборы типа "ИЭМП-2". Плотность потока излучения измеряют различного рода радар-тестерами и термисторными измерителями малой мощности, например, "45-М", "ВИМ" и др.

В соответствии со стандартом "ГОСТ 12.1.002-84 ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряжённости и требования к проведению контроля на рабочих местах." нормы допустимых уровней напряжённости электрических полей зависят от времени пребывания человека в опасной зоне.

Присутствие персонала на рабочем месте в течение 8 часов допускается при напряжённости электрического поля (Е), не превышающей 5 кВ/м. При значениях напряжённости электрического поля 5-20 кВ/м время допустимого пребывания в рабочей зоне в часах составляет:

Т=50/Е-2

где и Т,Е - соответственно фактическое и допустимое время пребывания персонала (ч), в контролируемых зонах с напряжённостями Е1, Е2, ..., Еn.

Работа в условиях облучения электрическим полем с напряжённостью 20-25 кВ/м должна продолжаться не более 10 минут.

Основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты являются экранирующие устройства.

Экранирование может быть общим и раздельным. При общем экранировании высокочастотную установку закрывают металлическим кожухом - колпаком. Управление установкой осуществляется через окна в стенках кожуха. В целях безопасности кожух контактируют с заземлением установки. Второй вид общего экранирования - изоляция высокочастотной установки в отдельное помещение с дистанционным управлением. Конструктивно экранирующие устройства могут быть выполнены в виде козырьков, навесов или перегородок из металлических канатов, прутьев, сеток. Переносные экраны могут быть оформлены в виде съёмных козырьков, палаток, щитов и др. Экраны изготовляют из листового металла толщиной не менее 0,5 мм.

Наряду со стационарными и переносными экранирующими устройствами применяют индивидуальные экранирующие комплекты. Они предназначены для защиты от воздействия электрического поля, напряжённость которого не превышает 60 кВ/м.

В состав индивидуальных экранирующих комплектов входят: спецодежда, спецобувь, средства защиты головы, а также рук и лица. Составные элементы комплектов снабжены контактными выводами, соединение которых позволяет обеспечить единую электрическую сеть и осуществить качественное заземление (чаще через обувь).

Периодически проводится проверка технического состояния экранирующих комплектов. Результаты проверки регистрируются в специальном журнале.

Полевые топографо-геодезические работы могут проводиться вблизи линий электропередачи. Электромагнитные поля воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжений характеризуются напряжённостью магнитной и электрической, составляющих соответственно до 25 А/м и 15 кВ/м (иногда на высоте 1,5-2,0 м от земли). Поэтому в целях уменьшения негативного воздействия на здоровье, при производстве полевых работ вблизи линий электропередачи напряжением 400 кВ и выше, необходимо либо ограничивать время пребывания в опасной зоне, либо применять индивидуальные средства защиты.

Электромагнитные поля радиочастот

Источниками возникновения электромагнитных полей радиочастот являются: радиовещание, телевидение, радиолокация, радиоуправление, закалка и плавка металлов, сварка неметаллов, электроразведка в геологии (радиоволновое просвечивание, методы индукции и др.), радиосвязь и др.

Электромагнитная энергия низкой частоты 1-12 кГц широко используется в промышленности для индукционного нагрева с целью закалки, плавки, нагрева металла. Энергия импульсивного электромагнитного поля низких частот применяется для штамповки, прессовки, для соединения различных материалов, литья и др.

При диэлектрическом нагреве (сушка влажных материалов, склейка древесины, нагрев, термофиксация, плавка пластмасс) используются установки в диапазоне частот от 3 до 150 МГц. Ультравысокие частоты используются в радиосвязи, медицине, радиовещании, телевидении и др. Работы с источниками сверхвысокой частоты осуществляются в радиолокации, радионавигации, радиоастрономии и др. Биологическое действие электромагнитных полей радиочастот. По субъективным ощущениям и объективным реакциям организма человека не наблюдается особых различий при воздействии всего диапазона радиоволн ВЧ, УВЧ и СВЧ, но более характерны проявления и неблагоприятны последствия воздействий СВЧ электромагнитных волн.

Наиболее характерными при воздействии радиоволн всех диапазонов являются отклонения от нормального состояния центральной нервной системы и сердечно-судистой системы человека. Общим в характере биологического действия электромагнитных полей радиочастот большой интенсивности является тепловой эффект, который выражается в нагреве отдельных тканей или органов. Особенно чувствительны к тепловому эффекту хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь и некоторые другие органы.

Субъективными ощущениями облучаемого персонала являются жалобы на частую головную боль, сонливость или бессонницу, утомляемость, вялость, слабость, повышенную потливость, потемнение в глазах, рассеянность, головокружение, снижение памяти, беспричинное чувство тревоги, страха и др.

К числу перечисленных неблагоприятных воздействий на человека следует добавить мутагенное действие, а также временную стерилизацию при облучении интенсивностями выше теплового порога.

Для оценки потенциальных неблагоприятных воздействий электромагнитных волн радиочастот приняты допустимые энергетические характеристики электромагнитного поля для различного диапазона частот - электрическая и магнитная напряжённости, плотность потока энергии.

Защита от электромагнитных полей радиочастот

Для обеспечения безопасности работ с источниками электромагнитных волн проводится систематический контроль фактических значений нормируемых параметров на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала. Если условия работы не удовлетворяют требованиям норм, то применяются следующие способы защиты [4]:

· Экранирование рабочего места или источника излучения.

·        Увеличение расстояния от рабочего места до источника излучения.

·        Рациональное размещение оборудования в рабочем помещении.

·        Использование средств предупредительной защиты.

·  Применение специальных поглотителей мощности энергии для уменьшения излучения в источнике.

·        Использование возможностей дистанционного управления и автоматического контроля и др.

Рабочие места обычно располагают в зоне минимальной интенсивности электромагнитного поля. Конечным звеном в цепи инженерных средств защиты являются средства индивидуальной защиты. В качестве индивидуальных средств защиты глаз от действия СВЧ-излучений рекомендуются специальные защитные очки, стёкла которых покрыты тонким слоем металла (золота, диоксида олова).

Защитная одежда изготовляется из металлизированной ткани и применяется в виде комбинезонов, халатов, курток с капюшонами, с вмонтированными в них защитными очками. Применение специальных тканей в защитной одежде позволяет снизить облучение в 100-1000 раз, то есть на 20-30 децибел (дБ). Защитные очки снижают интенсивность излучения на 20-25 дБ.

В целях предупреждения профессиональных заболеваний необходимо проводить предварительные и периодические медицинские осмотры. Женщин в период беременности и кормления грудью следует переводить на другие работы. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, к работе с генераторами радиочастот не допускаются. Лицам, имеющим контакт с источниками СВЧ- и УВЧ-излучений, предоставляются льготы (сокращённый рабочий день, дополнительный отпуск).

6.4 Электробезопасность устройства

Максимально возможное напряжение, используемое напряжение в модуле равно 12 В. Это значительно меньше стандартного безопасного напряжения (36 В ), однако следует использовать трансформаторную развязку от контролируемых точек. Например стандартное номинальное напряжение от измерительных трансформатора напряжения равно 100 В, что является опасным для человека.

Заключение

Я считаю, что с поставленной задачей справился. Алгоритмы программ представлены в удобной для восприятия форме, сами программы имеют комментарии. Все исследования и разработки полностью оригинальны (проведены самостоятельно) и без использования лабораторного оборудования . Полученные результаты представлены в виде диаграмм.

Список использованных источников

1. Кривченко И.В. <mailto:ik@efo.ru>"Компоненты и технологии" N3, 2002г. ООО "ЭФО" <mailto:zav@efo.ru>

. www.atmel.com/atmel/products/prod23.htm <http://www.atmel.com/atmel/products/prod23.htm>.

. Горелик Т. Г., Медникова Ю. Б., Асанбаев Ю. А,www.energo-info.ru/content/view/932/81/ <http://www.energo-info.ru/content/view/932/81/>

4. Н. И. Заец, «Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах», Солон-Пресс, Москва, 2004.

. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках (утв. приказом Минэнерго РФ от 30 июня 2003 г. №261)

. Рекомендации Международной электротехнической комиссии. В России нормированы ГОСТ 12.10.08-82.

. «Теоретические основы электротехники», том 2. К,С. Демирчан, Л.Р. Нейман, Н.В. Коропкин, В.Л. Чечурин.Санкт-Питербург, 2004г, изд «Питер», стр. 34-35, 38-39.

Приложение

Тексты программ с комментариями

. Основная программа

$regfile = "m128def.dat" -директива, содержащая информацию о свойствах применяемого микроконтроллера.

:$crystal = 16000000 :- директива, означающая тактовую частоту

$hwstack = 32 : $swstack = 10 : $framesize = 40 : Размеры стековой и кэш памяти.

$baud = 115200 -частота передачи данных канала УСАПП.

C2s Alias Portd.4 : - присвоение порту ввода\вывода символьного имени. Оба эти вывода

R2s Alias Portd.3 : предполагается использовать для аппаратного контроля УСАПП.

Reset С2s : -запрещение приёма данных, пока идёт инициализация данных.

Dim Ip As Byte : Ip = 128 : -личный номер устройства.

Lcd_light Alias Porta.6 - присвоение порту ввода\вывода символьного имени .

Вкл\выкл. Подсветки ЖКИ.

Dim Lcd_size As Byte -Переменная, хранящая информацию о размере ЖКИ.

Config Lcdpin = Pin, Db4 = Porta.2, Db5 = Porta.3, Db6 = Porta.4, Db7 = Porta.5, E = Porta.1, Rs = Porta.0 -Инициализация подключения ЖКИ к шине.

Config Spi = Hard, Interrupt = Off, Data Order = Msb, Master = Yes, Polarity = High, Phase = 1, Clockrate = 4, Noss = 0 -Настройка режима шины SPI .:: Инициализация подключения шины SPIAlias Portb.4 : Config Portb.4 = Output- присвоение порту ввода\вывода символьного имени. Применяется для активизации SPI подчинённого устройства.

Dim Second2 As Eram Byte At 17

Dim Minute2 As Eram Byte At 18Hour2 As Eram Byte At 19Dat2 As Eram Byte At 20Dat_weak2 As Eram Byte At 21Month2 As Eram Byte At 22Year2 As Eram Word At 23Leap2 As Eram Byte At 25Month_inc2 As Eram Byte At 26Dat_inc2 As Eram Byte At 27Hour_inc2 As Eram Byte At 28Month_dec2 As Eram Byte At 29Dat_dec2 As Eram Byte At 30Hour_dec2 As Eram Byte At 31Lcd_size2 As Eram Byte At 32Osc_num2 As Eram Byte At 33Fl_err_cntr2 As Eram Byte At 34P_num2 As Eram Word At 35Eep_buf2 As Eram String * 3800 At 100

-переменные, хранящиеся в Энергонезависимой памяти.

Dim Tact As Byte : Dim Second As Byte : Dim Minute As Byte :Hour As Byte : Dim Dat As Byte : Dim Dat_weak As ByteMonth As Byte : Dim Year As Word : Dim Leap As Byte :Month_inc As Byte : Dim Dat_inc As Byte :Hour_inc As Byte Dim Month_dec As Byte :Dat_dec As Byte : Dim Hour_dec As Byte :Maxdat As Byte : Dim Year_l As ByteYear_d As Byte : Dim Maxdat_l As Byte :Year_lo As Byte : Dim New_sec As Bit : New_min As Bit -переменные, используемые в работе часов реального времени.

Dim Pwm_out As WordTim2_intr As Byte

переменные, используемые для ШИМ.Buf_ip_err As Bit : Dim Buf1_full As Bit :Buf_err_ovr As Bit : Dim Buf_err_entr As Bit :Buf2_full As Bit : Dim Buf_tim_cnt As Byte :Buf_cntr As Byte : Dim Buf_last_sec As Byte :Buf_entr As Bit : Dim Buf_pack_num As Byte :

-переменные, используемые для контроля пакетных посылок от ПК по каналу УСАПП.

Dim Rs_pack_b1 As Byte : Dim Rs_pack_b2 As Byte :Rs_pack_b3 As Byte : Dim Rs_pack_b4 As Byte : Dim Rs_pack_b5 As Byte : Dim Rs_pack_b6 As Byte : Dim Rs_pack_b7 As Byte :Rs_pack_b0 As Byte : Dim Rs_pack_b8 As Byte :Rs_pack_b9 As Byte

-переменные, составляющие первичный буфер FIFO УСАПП.

Dim Rs_buf0 As Byte : Dim Rs_buf1 As Byte : Dim Rs_buf2 As Byte :Rs_buf3 As Byte : Dim Rs_buf4 As Byte : Dim Rs_buf5 As Byte :Rs_buf6 As Byte : Dim Rs_buf7 As Byte : Dim Rs_buf8 As Byte Rs_init As Byte -переменные, составляющие вторичный буфер FIFO УСАПП.

Dim Wdr_ovr As Bit : Dim Cycle_err As Bit : Dim Rs_time_err As Bit

-переменные, содержащие информацию о проблеме в главном цикле программы.

Dim Adc_conv As Word :Adc_conv_low As Byte At Adc_conv Overlay :Adc_conv_hight As Byte At Adc_conv + 1 Overlay :Adc_cycle As Word :Channel As Byte :Adc_buf(2000) As Byte :

-переменные, используемые при работе АЦП.

Dim Fl_rdy As Bit : Dim Fl_st As Byte : Dim Fl_st_tmp As Byte :Fl_buf_err As Bit : Dim Fl_mem_err As Bit :Fl_mem_ww As Bit : Dim Fl_try_w As Byte :Fl_try_max As Byte Fl_try_max = 4Fzb : Reset Fl_rdy : Reset Fl_mem_ww :

-переменные, содержащие информацию о состоянии флэш-накопителя.

Dim I As Word : Dim P_buf(528) As Byte : Dim P_num As Word :P_num_tmp As Word : Dim P_num_l As Byte :P_num_h As Byte : Dim P_cntr As Word :P_cntr_tmp As Word : Dim P_cntr_l As Byte :P_cntr_h As Byte : Dim P_end As Word :Meas_cnt As Word : счётчик измерений.K As Byte : Dim Osc_cntr As ByteOsc_num As Byte : - счётчик осциллограмм.Buf_num As Byte : -номер буфера в осциллограммеBuf_add As Word :Meas_cnt_h As Byte At Adc_conv + 1 OverlayMeas_cnt_l As Byte At Adc_conv Overlay :Ser_osc_st As Bit

-переменные-счётчики адресов в промежуточных информационных буферов

Adc_buf(2000) и P_buf(528)Frs As Byte : Dim Fb1(4) As Byte : Dim Frfb As Byte :Fzb(4) As Byte : Dim Rba As Byte : Dim Fl_err As Bit :Fl_err_cntr As Byte : Dim Wpn As Byte : Dim Ff As Byte= 215 : Fb1(1) = 132 : Frfb = 131 : Wpn = 83 : Rba = 212 : Ff = 255 : K = 77

-опкоды команд, предназначенные для управления флэш-накопителя

Declare Sub Ready_stat() : Declare Sub Transf_osc() : Sub Osc() :

обявление подпрограмм.

Reset New_sec : Reset New_min : Reset Buf1_full : Reset Buf_err_ovr : Reset Buf_entr : Reset Buf_pack_num : Reset Wdr_ovrCycle_err : Reset Buf_cntr : Reset Buf_err_entr : Reset Buf2_full : Reset Buf_cntr

очистка переменных= Second2 : Minute = Minute2 : Hour = Hour2 : Dat = Dat2 : Dat_weak = Dat_weak2 : Month = Month2 : Year = Year2 : Leap = Leap2:

-загрузка значения времени из энергонезависимой памяти.

Dat_inc = Dat_inc2 : Hour_inc = Hour_inc2 :_dec = Dat_dec2 : Hour_dec = Hour_dec2= Year Or 2000 : Month = Month Or 1 := Dat Or 1 : Dat = Dat Or 1 : Leap = Leap And 1Year > 2099 Then : Set Rs_time_err : Year = 2000 : End If :Month > 12 Then : Set Rs_time_err : Month = 0 : End IfDat > 32 Then : Set Rs_time_err : Dat = 0 : End If :Hour > 23 Then : Set Rs_time_err : Hour = 23 : End IfMinute > 59 Then : Set Rs_time_err : Minute = 59 :If : If Dat_weak > 7 Then : Dat_weak = 0 : Set Rs_time_err : End If_num = Osc_num2 : P_num = P_num2 : Fl_err_cntr = Fl_err_cntr2

-проверка значения времени энергонезависимой памяти и установка рационального значения в случае ошибки.

Lcd_size = Lcd_size2

загрузка размера ЖКИ из энергонезависимой памяти

Config Timer0 = Timer, Async = On, Prescale = 32

-инициализация таймера-счётчика 0 в режиме тамера, асинхронный режим, коэффициент Деления=32.

Config Com1 = 115200, Synchrone = 0, Parity = Even, Stopbits = 1, Databits = 8, Clockpol = 0

-инициализация УСАПП на скорость 115200 бит \сек, с битом контроля чётности передачи данных.

Config Lcdpin = Pin, Db4 = Porta.2, Db5 = Porta.3, Db6 = Porta.4, Db7 = Porta.5, E = Porta.1, Rs = Porta.0

инициализация шины ЖКИ диплея.Minute ; " " ; Hour ; " " ; Dat ; " " ; Month ; " " ; Year ; " " ; Rs_time_err

-печать значения часов и бита контроля ошибки.

Config Pind.0 = Input : Set Portd.0 -настройка вывода порта .

On Int0 Int0_int : Enable Int0 - включение внешнего прерывания

Enable Interrupts : - глобальное разрешение прерываний

Config Watchdog = 512 : Start Watchdog :-инициализация сторожевого таймера

On Urxc Rec_isr : Enable Urxc- включение внешнего прерывания УСАПП.

Select Case Lcd_size1 : ' Config Lcd = 8 * 22 : ' Config Lcd = 12 * 13 : ' Config Lcd = 12 * 24 : Config Lcd = 16 * 15 : Config Lcd = 16 * 26 : Config Lcd = 16 * 47 : Config Lcd = 20 * 28 : Config Lcd = 20 * 49 : ' Config Lcd = 24 * 210 : ' Config Lcd = 24 * 411 : Config Lcd = 40 * 212 : Config Lcd = 40 * 4Else : Config Lcd = 16 * 2 Select :

Инициализазация размера ЖКИ.

Do -начало основного (главного) цикла программы

If Wdr_ovr = 1 Then : Set Cycle_err : Print Ip ; " " ; 128 ; " " ; 5 ; " Cycle_err" If : Set Wdr_ovr- отправка отчёта по УСАПП об ошибке выполнения программы

If Buf2_full = 1 ThenCase Rs_buf01 : Goto Set_time2 : Goto Read_time10 : Goto Config_lcd14 : Goto Osc_commElse :Ip ; " " ; Chr(139) ; " " ; 3 ; " Comnd_not_supp"-отчёт о неподдерживаемой программеSelect :

-Цикл ветвления выполнения подпрограмм в зависимости от номера команды.

:

Reset Buf2_full- если команда выполнена, то сбросить бит.

End ifNew_sec = 1 Then : If New_min = 1 Then : Print Minute ; " \ " ; Hour ; " \ " ; Dat ; "\" ; Dat_weak ; "\" ; Month ; "\" ; Year -ежеминутная печать даты и времени.New_sec : Reset New_min : End If : End If_out = Pwm_out + 1 : If Pwm_out > 230 Then : Pwm_out = 10 : End If ' Compare1a = A ' Compare1b = A 'Pwm1a = A 'Pwm1b = A :- регулировка скважности ШИМ по пилообразному закону_intr = Tifr : Tim2_intr = Tim2_intr And 1 - проверка флагов переполненияTim2_intr = 0 Then : Goto 2 : Else : Tifr = Tifr Or 1 : End IfTactTact > 3 Then= 0 : Incr Second : Second2 = Second : Set New_secSecond < 60 Then : Goto 2 : Else= 0 : Incr Minute : Minute2 = Minute : Set New_minMinute > 59 Then= 0 : Incr Hour : Hour2 = HourMonth_inc = Month ThenDat = Dat_inc ThenHour = Hour_inc ThenHourIfIfIfMonth_dec = Month ThenDat = Dat_dec ThenHour = Hour_dec ThenHourIfIfIfHour > 23 Then= 0 : Incr Dat : Dat2 = Dat : Incr Dat_weak : If Dat_weak > 7 ThenDat_weak : Dat_weak2 = Dat_weakMonth = 2 Then_d = Year Mod 4IfYear_d = 0 Then : Leap = 1 : Leap2 = Leap : Maxdat = Lookup(month, Dta1)IfDat < 27 Then : Goto 2If : Maxdat_l = Maxdat + LeapDat > Maxdat_l Then : Dat = 1 : Incr Month : Month2 = MonthIfMonth > 12 Then : Month = 1 : Incr Year :IfIfIfIfIfIf

цикл часов реального времени

:Wdr_ovr : Reset Watchdog : Waitms 1 -сброс сторожевого таймера. -конец основного (главного) цикла программы

Rec_isr: -метка вектора прерывания от УСАПП

Select Case Buf_cntr0 : Rs_pack_b0 = Udr1 : Rs_pack_b1 = Udr2 : Rs_pack_b2 = Udr3 : Rs_pack_b3 = Udr4 : Rs_pack_b4 = Udr5 : Rs_pack_b5 = Udr6 : Rs_pack_b6 = Udr7 : Rs_pack_b7 = Udr8 : Rs_pack_b8 = Udr9 : Rs_pack_b9 = UdrSelect : Incr Buf_cntr

-цикл ветвления размещения пакета данных в буфер FIFO.

If Buf_cntr = 9 Then : If Buf2_full = 1 Then : Reset R2s : End If : End IfRs_pack_b0 = Ip Then : Reset Buf_ip_err : Else : Set Buf_ip_err : Print Ip ; " " ; 128 ; " " ; 4 ; "Buf_Ip_err"Buf_cntr : Goto 3 : End IfBuf_cntr = 10 Then : Set Buf1_full : Reset R2s : Else : Goto 3 : End IfRs_pack_b9 = 13 Then : Reset Buf_err_entr : Set Buf_entr :_buf0 = Rs_pack_b1 : Rs_buf1 = Rs_pack_b2 : Rs_buf2 = Rs_pack_b3_buf3 = Rs_pack_b4 : Rs_buf4 = Rs_pack_b5 : Rs_buf5 = Rs_pack_b6 : Rs_buf6 = Rs_pack_b7 : Rs_buf7 = Rs_pack_b8 : Rs_buf8 = Rs_pack_b9Buf2_full : Reset Buf1_full : Reset Buf_cntr : Set R2s :: Set Buf_err_entr : Reset Buf_cntrIp ; " " ; Chr(139) ; " " ; 6 ; " Buf_entr_err" : End If :

-цикл, содержащий алгоритм проверки ошибок в пакете принятых данных.

:

Return

Dta1:

Data 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31

таблица, содержащая количество дней в году.

Set_time: - метка начала подпрограммы установки даты и текущего времени по каналу УСАПП.

Year_lo = Rs_buf1 : Month = Rs_buf2 : Dat_weak = Rs_buf3 : Dat = Rs_buf4 : Hour = Rs_buf5 : Minute = Rs_buf6= Rs_buf7 : Reset Buf2_full : Reset Rs_time_err : Year = Year_lo + 2000 : Year2 = YearYear > 2099 Then : Set Rs_time_err : Year = 2100 : End If : If Month > 12 Then : Set Rs_time_err : Month = 12 : End IfDat > 32 Then : Set Rs_time_err : Dat = 32 : End If : If Hour > 23 Then : Set Rs_time_err : Hour = 23 : End IfMinute > 59 Then : Set Rs_time_err : Minute = 59 : End If : If Dat_weak > 7 Then : Dat_weak = 7 : Set Rs_time_err : End If= Year : Month2 = Month : Dat2 = Dat : Hour2 = Hour : Minute2 = Minute

алгоритм выявления явных ошибокIp ; " " ; Chr(139) ; " " ; 9 ; "Rs_time_err " : Goto 4_time: - метка начала подпрограммы считывания даты и текущего времени по каналу УСАПП.

Print Ip ; " " ; Year ; " " ; Month ; " " ; Dat_weak ; " " ; Dat ; " " ; Hour ; " " ; Minute ; " " ; Second : Goto 4_comm:-выбор команды работы с осциллограммами.

Select Case Rs_buf1

Case 1 :-отправляет номер последней записанной осциллограммы

Print Ip ; " " ; Osc_num ; " " ; Fl_err_cntr : Print Ip ; " " ; Chr(139) ; " " ; "14_1 " : Goto 4 2 : -сбросить счётчик осциллограмм в нуль.

Osc_num2 = 0 : Fl_err_cntr = 0 : Print Ip ; " " ; Chr(139) ; " " ; "14_2 " : Goto 4 3 :- запрос на отправку данных осциллограммы.

Osc_cntr = Rs_buf2 : P_cntr = Osc_cntr * 4 : Set Ser_osc_stIp ; " " ; Chr(139) ; " " ; "14_3 " ; Osc_cntr : Call Transf_osc() : Goto 4 4 :-запуск записи оциллограммы по УСАПП

Print Ip ; " " ; Chr(139) ; " " ; "14_4 " : Call Osc() : Goto 4Else : Goto 4Select4_lcd: -подпрограмма установки размера ЖКИ.

Lcd_size = Rs_buf1 : Reset Buf2_full : Lcd_size2 = Lcd_size : Print "Lcd_conf" ; Lcd_size 4

Int0_int - метка вектора внешнего прерывания

Sub Osc() :-метка подпрограммы записи осциллограммы.

Incr Osc_num : Osc_num2 = Osc_num :C2s : Disable InterruptsSer_osc_st = 0 Then : Print Ip ; " " ; Chr(139) ; " " ; "14_5 " ; " " ; Chr(139)

: Else : Reset Ser_osc_st : End If_cnt = 0 : For Buf_num = 1 To 4 : Вся осциллограмма поделена на 4 страницы.

Select Case Buf_num -