進(jìn)步直流操作電源體系牢靠性的技能辦法
跟著科技的開(kāi)展及用戶需求的進(jìn)步，這些年電力操作電源的主電路已逐漸由本來(lái)的晶閘管相控型開(kāi)展為高頻開(kāi)關(guān)型，而操控有些則由本來(lái)的模仿操控方法開(kāi)展為由微機(jī)操控的數(shù)字操控方法，微機(jī)操控的運(yùn)用使電力操作電源的運(yùn)轉(zhuǎn)主動(dòng)化程度大大進(jìn)步，并可完結(jié)四遙聯(lián)網(wǎng)功用以滿意電站無(wú)人值守的需求。但電力體系首要的需求是安全性、牢靠性，因而微機(jī)操控器的牢靠性及抗攪擾才能就顯得十分重要，筆者這些年一向從事電力操作電源微機(jī)操控器及其它微機(jī)體系的開(kāi)發(fā)研究作業(yè)，現(xiàn)就這一疑問(wèn)作一論述。
1微機(jī)電源
電源是微機(jī)操控體系的能量供應(yīng)源泉，電源的好壞直接影響著整個(gè)體系的穩(wěn)定性與牢靠性，一起電源也是外部攪擾引進(jìn)體系的首要路徑，所以對(duì)電源處置的好壞是體系牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件。操控器電源選用寬電壓輸入的直流進(jìn)線開(kāi)關(guān)電源，這樣可由蓄電池直接供電，確保體系供電的不間斷性。為按捺外部各類攪擾由電源引進(jìn)體系采納了如下多項(xiàng)辦法。
(1)TVP器材首要用于吸收電源網(wǎng)絡(luò)中的瞬時(shí)浪涌電壓，該器材在接受一個(gè)高能量的浪涌電壓時(shí)，其阻抗當(dāng)即降至很低，答應(yīng)大電流經(jīng)過(guò)，一起把電壓鉗位到預(yù)訂水平，其接受瞬時(shí)浪涌電流的峰值可達(dá)數(shù)百安培，能吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率。
(2)EMI濾波器首要用于按捺體系中的高頻攪擾，關(guān)于共模噪聲，濾波器在電源線與地線間構(gòu)成通路，能夠把噪聲電流引進(jìn)大地。關(guān)于常模噪聲，濾波器在線間構(gòu)成通路，把噪聲電流在線間短路，使其不影響電路作業(yè)。
(3)鐵氧體磁珠濾波器鐵氧體對(duì)低頻電流簡(jiǎn)直沒(méi)有什么阻抗，而關(guān)于較高頻率的電流會(huì)發(fā)生較高的衰減作用。高頻電流在其間以熱量方式發(fā)出。
(4)自康復(fù)穩(wěn)妥自康復(fù)穩(wěn)妥與慣例穩(wěn)妥的差異在于當(dāng)線路電流過(guò)大時(shí)，自康復(fù)穩(wěn)妥的阻抗會(huì)大大進(jìn)步，然后完結(jié)線路維護(hù)功用，而當(dāng)線路電流正常時(shí)，又會(huì)康復(fù)正常阻抗值，然后對(duì)瞬時(shí)攪擾形成的線路過(guò)流具有極好的維護(hù)作用。
2模仿量通道
(1)現(xiàn)場(chǎng)模仿量輸入關(guān)于電力操作電源，現(xiàn)場(chǎng)模仿量首要包括：溝通進(jìn)線和充電器的電壓、電流，直流母線電壓、電流，電池電壓，各點(diǎn)溫度以及對(duì)地絕緣等參數(shù)，因?yàn)楣I(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性，這些信號(hào)通常疊加有各種攪擾成分，如將這些信號(hào)直接引進(jìn)體系，將對(duì)體系帶來(lái)嚴(yán)重影響，乃至致使體系無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，故這些信號(hào)在輸入體系前均經(jīng)過(guò)阻隔變送器，阻隔變送器一方面將各種攪擾成分阻隔于體系之外，另一方面將這些信號(hào)調(diào)理成A/D變換輸入的規(guī)范信號(hào)。別的為避免變送器對(duì)體系電源的影響，變送器均挑選為前端無(wú)源型變送器。
(2)模仿量輸出直接操控充電器的作業(yè)參數(shù)，一旦呈現(xiàn)毛病，體系將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為確保其牢靠性，選用阻隔放大器輸出，一起關(guān)于D/A變換寫(xiě)入端加有硬件維護(hù)辦法，確保只有當(dāng)CPU正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)方可對(duì)D/A進(jìn)行改寫(xiě)，當(dāng)CPU呈現(xiàn)毛病時(shí)不會(huì)對(duì)輸出形成影響，確保設(shè)備輸出不至于呈現(xiàn)紊亂。
3開(kāi)關(guān)量通道
現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量輸入、輸出與模仿量類似，也疊加有各種攪擾成分，為消除這些攪擾對(duì)體系的影響，有必要采納阻隔辦法，開(kāi)關(guān)量輸入輸出阻隔通常選用光電阻隔器材就能夠獲得極好的阻隔作用。
4通訊口
通訊口為設(shè)備與上位機(jī)聯(lián)絡(luò)的通道，是確保信息上載與上位機(jī)操控的要害，是完結(jié)無(wú)人值守的確保。通常作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)都有必定的間隔，為確保信息正確，硬件選用阻隔防靜電的規(guī)范接口（接口硬件協(xié)議RS－485/RS－422），通訊軟件協(xié)議選用目前國(guó)內(nèi)電力體系常用的規(guī)范站控協(xié)議，具有齊備的校驗(yàn)辦法及清晰的信息格局。
5中心操控器
中心操控器是整個(gè)操控體系的中心，體系的一切功用都經(jīng)過(guò)中心操控器及有關(guān)外圍電路完結(jié)，一旦呈現(xiàn)毛病整個(gè)操控器將無(wú)法作業(yè)，其牢靠性是確保體系牢靠性的決定因素，為此采納了如下多項(xiàng)技能辦法。
(1)硬件看門狗技能：為避免CPU因外界強(qiáng)攪擾的影響，形成程序跑飛致使體系死鎖。體系中為CPU專門規(guī)劃有硬件看門狗電路，當(dāng)程序正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，看門狗電路進(jìn)行周期性復(fù)位，當(dāng)呈現(xiàn)程序跑飛而軟件圈套未能及時(shí)捕捉并處置而形成體系死鎖，則看門狗電路無(wú)法得到復(fù)位信號(hào)，看門狗電路會(huì)發(fā)生CPU硬件復(fù)位信號(hào)，使體系復(fù)位重新起動(dòng)，康復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)選用PSD、ISP器材：中心體系的根本構(gòu)成是由CPU、地址鎖存器、譯碼器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等構(gòu)成。慣例硬件電路通常由多片TTL電路及EPROM、RAM構(gòu)成，器材數(shù)量較多，增加了體系的毛病點(diǎn)。而PSD器材將地址鎖存器、譯碼器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器集成于一個(gè)芯片中，使器材數(shù)量成倍削減，增加了體系的牢靠性。因直流操作電源操控相應(yīng)輸入輸出通道較多，如選用慣例TTL或其它慣例接口器材（如8155、8255），則使器材數(shù)量增多，為此選用了大規(guī)�？删幊踢壿嬈鞑模↖SP），可大大下降器材數(shù)量，一片ISP（如ISP2064）可包括2000個(gè)門電路、64個(gè)寄存器。原用4片8D鎖存器（74LS373）、4片8位緩沖器完結(jié)32路輸入、輸出功用，如今只用一片ISP2064即可。別的ISP為可編程邏輯器材，也便于線路的修正、調(diào)試。
(3)軟件圈套：當(dāng)CPU因外界強(qiáng)攪擾的影響，形成程序跑飛時(shí)，在程序區(qū)中各地址區(qū)域設(shè)有軟件圈套，當(dāng)程序未按正常次序履行，軟件圈套將過(guò)錯(cuò)程序指令捕捉并主動(dòng)康復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
(4)重要數(shù)據(jù)多地址備份：程序運(yùn)轉(zhuǎn)呈現(xiàn)過(guò)錯(cuò)時(shí)有可能使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器誤寫(xiě)，為避免程序重新起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的過(guò)錯(cuò)，關(guān)于體系運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要的數(shù)據(jù)均在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不一樣區(qū)域有多個(gè)數(shù)據(jù)備份，當(dāng)程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)主動(dòng)對(duì)比各數(shù)據(jù)的同一性，如有過(guò)錯(cuò)可主動(dòng)取出正確數(shù)據(jù)運(yùn)用。
(5)體系自康復(fù)：關(guān)于操作電源操控器而言，其設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)有必要確保其連續(xù)性，需求當(dāng)中心操控器非正常復(fù)位（如硬件看門狗動(dòng)作、人為誤操作、軟件圈套重新起動(dòng)程序等）時(shí)，體系重新起動(dòng)后應(yīng)堅(jiān)持原有運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。關(guān)于這一需求在程序起動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)判別數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)特定的特征碼，可判別是正常復(fù)位仍是非正常復(fù)位，如為非正常復(fù)位可經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)備份康復(fù)體系運(yùn)轉(zhuǎn)，確保作業(yè)的連續(xù)性。
(6)體系自確診：關(guān)于中心操控器的要害器材，如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、CPU等，程序運(yùn)轉(zhuǎn)中均守時(shí)對(duì)其狀況進(jìn)行檢查，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛病，并作出相應(yīng)處置。
以上所述各項(xiàng)進(jìn)步牢靠性的辦法，已成功運(yùn)用于我所MC－3型直流操作電源微機(jī)操控器中，均已在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，獲得了杰出的作用。
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