工控机机箱灵活应用和便于扩展是电力系统微机监控
保证高度牢靠性,进步运转性能,同时还能灵敏应用和便于扩展是电力系统微机监控设计的关键。在传统的设计中,主要采用两种平台:专用构造平台和通用工控平台。前者主要采用8051,80C196等单片机作主CPU,以RS-485,CAN和LonWorks作为数据通讯网络,大多采用单板或自定义的小总线,有较强的针对性,系统构造紧凑,整体性能和牢靠性较高,但存在着通用性、可扩大性以及系统晋级等方面的缺乏。后者通常采用目前普遍运用的STD总线工控机柜、工业PC和PC104等总线,构造通用性、可扩大性较好,也易于系统的晋级,但是由于采用通用构造,使系统有较多的冗余,总线的“金手指”、过多的插件和扁平电缆也降低了系统的牢靠性。
为此,合适电力系统的工控机柜平台就要非常好才行。整个系统采用模块化插件构造,模板之间经过牢靠的并行总线互联;系统包括以80X86和LonWorks网络为中心的主控板及高性能、功用独立的智能I/O。目前已在一些维护监控方面开端应用。工控机柜商城021-59801300
1、工控机柜模块化插件构造
从“开放式系统构造和组合设计办法”的思想来看,系统的设计仍采用模块化的插件构造,模板之间采用总线构造衔接是一种较好的办法,利于系统的扩展和晋级。
1.1插件构造
电力系统中信号线与I/O模板的衔接普通采用绕接的方式,如欧式48芯绕接头;同时请求I/O接口从模板后端引出,前模板主要是人机接口,如液晶接口和小键盘接口,运用通用的STD或PC总线构造的工控机柜都很难满足此请求。因而插件构造的设计,采用规范VME双高尺寸,机箱是6U高度,上半局部是I/O总线,直接给出绕接方式的接口,下半局部是数据、地址和控制三总线(见图1)。
图1模板构造框图
1.2总线
采用插件构造的系统,普遍运用规范并行底板总线。它能以简单的硬件支持高速数据传输和处置,并使整个系统具备较高的兼容性及灵敏的配置。
采用96芯欧式针孔构造。理论证明,插针方式比“金手指”方式接触更牢靠,特别是在对牢靠性请求较高的恶劣环境中,插针整个包在插座里,与外界环境隔离,更能抵御恶劣环境的影响。
信号采用规范ISA定义。ISA是zui合适80X86的总线。关于采用80X86的系统,只需加上总线驱动芯片就可根本满足目前ISA的请求,同时也能够zui大限度天时用目前与80X86配套的芯片,显然这些芯片的价钱也比拟适合。
1.3功用的独立性
模块之间经过总线互联,模板和总线之间经过总线驱动芯片将三总线和板外总线隔离,减少模板间的干扰。
整个系统可分为事务性模块和数据采集处置模块。事务性模块由80X86和LonWorks网络主控CPU完成:处置网络操作,协议转换;人机接口(如小键盘、液晶显现);应用模板上的大范围非易失存储单元,保管数据采集处置模块上的数据;应用板上的日历钟、串行口等完成其他事务性操作;还可操作一些开关量输入和输出,以补偿数据采集处置模块的开入、开出的缺乏。数据采集处置模块主要是以DSP为中心的智能A/D,它肩负着模仿量的采集、处置及一些重要的出口控制功用。一个系统中能够有多块数据采集处置模块。因而事务性处置模块和数据采集处置模块以及由事务性处置模块控制的开入/开出,可有效完成一个系统内的分散控制和集中管理。
系统功用的独立性也标志着系统整体牢靠性的进步。主CPU的功用独立,智能A/D的功用独立,一切的数据转换经过双口RAM完成,任何一者的非灾难性的失效(如电源与地由于芯片击穿而短路),都不会形成其他模板失效。每个模块独立运转,使模板之间能够相互监视。
功用的独立性可依据系统的范围灵敏配置,事务性处置较少的系统能够V40为主控模块,事务性处置较多的可采用386EX,以至是ST公司486PC。同样数据采集处置模块可选择16路、32路、64路,以至更多路模仿量输入,可采用高性能如TMS320C32,低性能如TMS320F206,以至是80C196。在一切同一类型的模块中,除主CPU不同外,力图其他硬件功用模块都坚持分歧,这样能够使软件在主控模块中汇编级兼容,在其他模块中C言语级兼容,便当用户系统的移植。
2、工控机柜智能通讯
依据电力系统运转的特性,采用无中心控制形式,使控制节点尽量靠近被控设备。变电站层和单元层能够都运用统一的LonWorks网络,采用相同的通讯协议。
变电站层包括全站(网)性的用于本站监控的监控主机、系统和用于网络维护的工程师站,普通装在控制室中。单元层的设备普通放在现场,依照散布式系统的准绳,各单元之间没有电路衔接,能够经过网络对等(peertopeer)交流数据。当一个单元的监控、维护设备呈现毛病或异常,能够仅停下该单元设备停止检查处置,不影响其它单元。
LonWorks技术,契合ISO的7层开放网络协议,有效地处理互操作性问题。作为现场总线,在变电站自动化系统中得到了较好的应用。
3、工控机柜以80X86为中心的主控模块
80年代以来,相继推出以80X86为中心的PC机,普遍地应用于工业控制、办公自动化、商业、家庭等范畴,也相应地在电力系统中得到了应用。
V40(uPD70208)是一种高性能的CMOS、全静态嵌入式8位微处置器芯片(相当于80188)。V40集成了许多外围器件,在软件上完整和8088CPU兼容。386EX是In公司1994年推出的、合适工业控制32位高性能的嵌入式CPU。采用CMOS工艺和静态器件设计,完整契合工业现场的低功耗、高牢靠性、可以在恶劣环境中运用的请求。
除了上述CPU,主控模块还包括总线局部、系统复位、电源管理等。总线匹配、总线驱动和总线隔离主要完成总线对主控模块的隔离,同时保证三总线驱动芯片的个数只与系统模块的个数有关。系统的复位能够依据需求采用复位输出或输入。采用输出方式时,主控CPU可以对其他模板停止复位;假如采用输入方式,系统有一个总的电平监测和看门狗复位输出,对系统其他模块停止复位控制。
大容量只读电子盘,用于存储用户程序;大容量可读写的电子盘,采用M-System公司的DOC2000,zui大空间可达100MB,作为大范围的数据保管;高牢靠可读非易失存储器,采用高牢靠E2PROM,用于存储定值。
主CPU模块还包含日历钟、液晶控制和小键盘控制,可便当地完成人机接口。
4、工控机柜数字信号处置器DSP
DSP与目前通用的CPU不同,是一种为了到达快速数学运算而具有特殊构造的微处置器。快速的指令周期、哈佛构造、流水操作、专用的乘法器、特殊的DSP指令,再加上集成电路优化设计,可使DSP的指令周期达200ns。
DSP具有相当强大的处置才能,在相同的主频下,以至比目前的个人计算机要快10倍~50倍。DSP不再单纯作为数据采集,还同时肩负以往由主CPU完成的主要运算功用。采用DSP为中心的智能A/D,完整能够独立完成电力系统中一个独立的功用模块,例如在维护中,能够直接经过DSP发出维护动作,不用上传到主CPU,能够大大加快系统的反响时间。因而智能A/D同时具有开关量输入/输出的功用。买工控机柜就找上海机气林机气林工控机采购商城+V:I99~46O3~9726(jiqilin)