进步直流操作电源体系牢靠性的技能办法


    跟着科技的开展及用户需求的进步,这些年电力操作电源的主电路已逐渐由本来的晶闸管相控型开展为高频开关型,而操控有些则由本来的模仿操控方法开展为由微机操控的数字操控方法,微机操控的运用使电力操作电源的运转主动化程度大大进步,并可完结四遥联网功用以满意电站无人值守的需求。但电力体系首要的需求是安全性、牢靠性,因而微机操控器的牢靠性及抗搅扰才能就显得十分重要,笔者这些年一向从事电力操作电源微机操控器及其它微机体系的开发研究作业,现就这一疑问作一论述。
  1微机电源
  电源是微机操控体系的能量供应源泉,电源的好坏直接影响着整个体系的稳定性与牢靠性,一起电源也是外部搅扰引进体系的首要路径,所以对电源处置的好坏是体系牢靠运转的前提条件。操控器电源选用宽电压输入的直流进线开关电源,这样可由蓄电池直接供电,确保体系供电的不间断性。为按捺外部各类搅扰由电源引进体系采纳了如下多项办法。
  (1)TVP器材首要用于吸收电源网络中的瞬时浪涌电压,该器材在接受一个高能量的浪涌电压时,其阻抗当即降至很低,答应大电流经过,一起把电压钳位到预订水平,其接受瞬时浪涌电流的峰值可达数百安培,能吸收高达数千瓦的浪涌功率。
  (2)EMI滤波器首要用于按捺体系中的高频搅扰,关于共模噪声,滤波器在电源线与地线间构成通路,能够把噪声电流引进大地。关于常模噪声,滤波器在线间构成通路,把噪声电流在线间短路,使其不影响电路作业。
  (3)铁氧体磁珠滤波器铁氧体对低频电流简直没有什么阻抗,而关于较高频率的电流会发生较高的衰减作用。高频电流在其间以热量方式发出。
  (4)自康复稳妥自康复稳妥与惯例稳妥的差异在于当线路电流过大时,自康复稳妥的阻抗会大大进步,然后完结线路维护功用,而当线路电流正常时,又会康复正常阻抗值,然后对瞬时搅扰形成的线路过流具有极好的维护作用。
  2模仿量通道
  (1)现场模仿量输入关于电力操作电源,现场模仿量首要包括:沟通进线和充电器的电压、电流,直流母线电压、电流,电池电压,各点温度以及对地绝缘等参数,因为工业现场环境的复杂性,这些信号通常叠加有各种搅扰成分,如将这些信号直接引进体系,将对体系带来严重影响,乃至致使体系无法运转,故这些信号在输入体系前均经过阻隔变送器,阻隔变送器一方面将各种搅扰成分阻隔于体系之外,另一方面将这些信号调理成A/D变换输入的规范信号。别的为避免变送器对体系电源的影响,变送器均挑选为前端无源型变送器。
  (2)模仿量输出直接操控充电器的作业参数,一旦呈现毛病,体系将无法正常运转,为确保其牢靠性,选用阻隔放大器输出,一起关于D/A变换写入端加有硬件维护办法,确保只有当CPU正常运转时方可对D/A进行改写,当CPU呈现毛病时不会对输出形成影响,确保设备输出不至于呈现紊乱。
  3开关量通道
  现场开关量输入、输出与模仿量类似,也叠加有各种搅扰成分,为消除这些搅扰对体系的影响,有必要采纳阻隔办法,开关量输入输出阻隔通常选用光电阻隔器材就能够获得极好的阻隔作用。
  4通讯口
  通讯口为设备与上位机联络的通道,是确保信息上载与上位机操控的要害,是完结无人值守的确保。通常作业现场设备与上位机都有必定的间隔,为确保信息正确,硬件选用阻隔防静电的规范接口(接口硬件协议RS-485/RS-422),通讯软件协议选用目前国内电力体系常用的规范站控协议,具有齐备的校验办法及清晰的信息格局。
  5中心操控器
  中心操控器是整个操控体系的中心,体系的一切功用都经过中心操控器及有关外围电路完结,一旦呈现毛病整个操控器将无法作业,其牢靠性是确保体系牢靠性的决定因素,为此采纳了如下多项技能办法。
  (1)硬件看门狗技能:为避免CPU因外界强搅扰的影响,形成程序跑飞致使体系死锁。体系中为CPU专门规划有硬件看门狗电路,当程序正常运转时,看门狗电路进行周期性复位,当呈现程序跑飞而软件圈套未能及时捕捉并处置而形成体系死锁,则看门狗电路无法得到复位信号,看门狗电路会发生CPU硬件复位信号,使体系复位重新起动,康复运转。
  (2)选用PSD、ISP器材:中心体系的根本构成是由CPU、地址锁存器、译码器、程序存储器、数据存储器等构成。惯例硬件电路通常由多片TTL电路及EPROM、RAM构成,器材数量较多,增加了体系的毛病点。而PSD器材将地址锁存器、译码器、程序存储器、数据存储器集成于一个芯片中,使器材数量成倍削减,增加了体系的牢靠性。因直流操作电源操控相应输入输出通道较多,如选用惯例TTL或其它惯例接口器材(如8155、8255),则使器材数量增多,为此选用了大规模可编程逻辑器材(ISP),可大大下降器材数量,一片ISP(如ISP2064)可包括2000个门电路、64个寄存器。原用4片8D锁存器(74LS373)、4片8位缓冲器完结32路输入、输出功用,如今只用一片ISP2064即可。别的ISP为可编程逻辑器材,也便于线路的修正、调试。
  (3)软件圈套:当CPU因外界强搅扰的影响,形成程序跑飞时,在程序区中各地址区域设有软件圈套,当程序未按正常次序履行,软件圈套将过错程序指令捕捉并主动康复正常运转。
  (4)重要数据多地址备份:程序运转呈现过错时有可能使数据存储器误写,为避免程序重新起动运转时的过错,关于体系运转至关重要的数据均在数据存储器不一样区域有多个数据备份,当程序运转时会主动对比各数据的同一性,如有过错可主动取出正确数据运用。
  (5)体系自康复:关于操作电源操控器而言,其设备运转有必要确保其连续性,需求当中心操控器非正常复位(如硬件看门狗动作、人为误操作、软件圈套重新起动程序等)时,体系重新起动后应坚持原有运转状况。关于这一需求在程序起动时经过判别数据存储器内特定的特征码,可判别是正常复位仍是非正常复位,如为非正常复位可经过数据备份康复体系运转,确保作业的连续性。
  (6)体系自确诊:关于中心操控器的要害器材,如程序存储器、数据存储器、CPU等,程序运转中均守时对其状况进行检查,可及时发现毛病,并作出相应处置。
  以上所述各项进步牢靠性的办法,已成功运用于我所MC-3型直流操作电源微机操控器中,均已在工业现场长时间运转,获得了杰出的作用。


 


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