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2.1 A/D转换单元
A/D转换是微机保护的关键功能,采样芯片选用AD7329。该芯片是一款真正双极性、8通道、低功耗、带符号位的12 bit、1 MSPS转换速率ADC,输入电压范围达±10 V,因此可以将输入噪声的影响降到最低,同时提供很高的直流和交流阻抗。
2.2 存储器单元
由于移植实时操作系统的需要,本系统采用两片容量较大的SDRAM(IS42S16160B),每片32船,构成32位的高速数据总线,用于存放程序代码和各种数据。采用一片32肥的NOR FLASH(TE28F256J3C),用于固化操作系统、应用程序代码、操作过程中的事件信息和录波数据。另外,采用一片32 KB的E2PROM用于存放需要经常读写的保护定值。
2.3 通信单元
考虑到电力系统中大数据量和实时数据传输的需要,根据AT91RM9200微处理器的特点,本系统设计了CAN、以太网、RS232/485、光纤、USB。CAN控制器采用完全支持CAN总线V2.0A和V2.0B技术规范,通信速率为1 Mb/s、SPI接口的MCP2510。考虑到光纤传输距离远、频带宽、发射天线小、保密性好及抗电磁干扰等优点,将光纤和以太网通信结合起来,充分发挥二者的优越性,可大大提高系统的应用范围和可靠性。系统采用IPll3A作为以太网至光纤收发器,IPll3A是二端口(包括TP端口和FX端口)10/100Mbps以太网集成交换器,由一个二端口控制器和一个以太网快速收发器组成;遵守IEEE802.3x规则。
2.4 其它相关单元
开入回路和开出回路均由快速光电隔离芯片和逻辑编码电路组成,增加了电路的抗干扰性能。用于人机交互的LcD,采用128×64的点阵液晶显示屏,直接使用PIO口进行控制,键盘采用3×3的键盘电路,通过键盘查看系统参数和修改各种定值参数。系统各装置的保护、监控、事件顺序记录(SOE)、故障录波等功能对时间精度和同步性有较高要求,GPS可以提供一个精确的时间坐标H1,本系统采用GPS的B码授时,GPS系统接受卫星时间信号,输出IRIG—B时间码系列,设备通过总线对时间进行同步。
3 软件系统设计
3.1 传统的前后台系统和实时多任务系统的比较
3.1.1 前后台系统
在前后台系统中,应用程序由后台运行,一般是一个无限循环,循环中调用相应的函数(子程序)完成相应的操作(称为后台行为或任务级);用中断来处理随机事件(称为前台行为或中断级),如图2所示。
图2传统微机保护程序机制
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