數(shù)字量輸出電路

　　數(shù)字量輸出電路采用啟動(dòng)繼電器閉鎖形式，啟動(dòng)繼電器的控制信號(hào)由OMAP5910的ARM內(nèi)核控制，出口繼電器的控制信號(hào)由OMAP5910的DSP內(nèi)核控制，只有啟動(dòng)繼電器動(dòng)作后，才能開(kāi)放出口繼電器的正電源，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸出控制的部分解耦，避免由于器件損壞而引起保護(hù)誤動(dòng)作。數(shù)字量輸出接口電路如圖4所示，當(dāng)需要輸出時(shí)，首先使啟動(dòng)繼電器的DOENH置高電平，DOENL置低電平，光電耦合器EL852導(dǎo)通，啟動(dòng)繼電器動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使+24VE連接到+24V;然后將DOOUT置為低電平，光電耦合器EL852導(dǎo)通，出口繼電器動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使跳閘或告警電路導(dǎo)通。

　　通信接口電路

　　OMAP5910的ARM內(nèi)核是實(shí)現(xiàn)信息交換的主要樞紐，本裝置配置有兩路10/100Mbit/s光纖以太網(wǎng)口和兩路RS485接口。兩路以太網(wǎng)口組成雙GOOSE網(wǎng)^[6]，負(fù)責(zé)接收和解析來(lái)自過(guò)程層智能操作單元的跳閘、開(kāi)關(guān)等數(shù)字量信息，并向智能操作單元實(shí)時(shí)傳送數(shù)字量輸出信息，與過(guò)程層設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息共享。RS485接口主要用于裝置的調(diào)試與維護(hù)，也可以用于與其它智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

　　以太網(wǎng)接口電路采用以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS實(shí)現(xiàn)，RTL8019AS是REALTEK公司出品的10Mbit/s以太網(wǎng)控制器，支持8位或16位數(shù)據(jù)總線，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)媒介訪問(wèn)層(MAC)和物理層(PHY)的所有功能，通過(guò)RJ45接口與以太網(wǎng)相連。RS485接口電路使用RSM485D芯片實(shí)現(xiàn)，RSM485D是集成雙路電源隔離、電氣隔離、RS485接口芯片和總線保護(hù)器于一身的雙路隔離收發(fā)器模塊，具有很好的隔離特性，隔離電壓高達(dá)2500VDC。

　　保護(hù)功能配置靈活

　　保護(hù)測(cè)控裝置設(shè)置有豐富的保護(hù)功能，包括三段式帶復(fù)壓閉鎖的定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、三段式過(guò)負(fù)荷保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)和PT斷線告警等。保護(hù)測(cè)控裝置按照模塊化的設(shè)計(jì)思想，將不同的保護(hù)功能給劃分為獨(dú)立的模塊，各個(gè)模塊具有獨(dú)立的入口條件和出口狀態(tài)，并且每個(gè)模塊設(shè)置有控制軟壓板，可以通過(guò)控制軟壓板的投入或退出來(lái)配置裝置的保護(hù)功能，各保護(hù)功能的整定值和出口方式(跳閘或告警)可以通過(guò)按鍵或通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)配置。這種模塊化的設(shè)計(jì)使保護(hù)功能具有極強(qiáng)的可讀性和移植性，各模塊間的協(xié)作關(guān)系清晰明了，有利于提高保護(hù)的可靠性。

　　OMAP5910的DSP內(nèi)核根據(jù)配置的保護(hù)功能和保護(hù)整定值與出口方式，將采集到的保護(hù)用交流模擬量通過(guò)數(shù)字處理后，與保護(hù)整定值進(jìn)行比較，當(dāng)滿足保護(hù)動(dòng)作條件時(shí)，按照配置的出口方式動(dòng)作，并將出口信息傳遞給ARM核，供LCD顯示、狀態(tài)指示和數(shù)據(jù)通信使用。當(dāng)裝置被配以某種或多種保護(hù)功能時(shí)，其它未被配置的保護(hù)功能的相關(guān)整定值和事件信息變?yōu)椴豢梢?jiàn)，在系統(tǒng)程序中不執(zhí)行相關(guān)保護(hù)功能，因此只需配置所需保護(hù)功能的整定值，可以最大限度地減少整定值數(shù)量，簡(jiǎn)化用戶的定值管理，減少出錯(cuò)的可能。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　OMAP5910是一個(gè)高度集成的硬件和軟件應(yīng)用平臺(tái)，它支持WinCE、EPOC、Nucleus、VxWorks和Linux等多種操作系統(tǒng)，由于VxWorks操作系統(tǒng)具有高效的任務(wù)管理功能、支持多任務(wù)多優(yōu)先級(jí)、支持優(yōu)先級(jí)搶占和輪轉(zhuǎn)調(diào)度機(jī)制、極高的實(shí)時(shí)性和可靠性等特點(diǎn)，使其非常適合在保護(hù)測(cè)控裝置中應(yīng)用，可以提高裝置的實(shí)時(shí)性、保護(hù)軟件的可靠性和軟件開(kāi)發(fā)及維護(hù)效率。

　　由于VxWorks操作系統(tǒng)采用多任務(wù)、優(yōu)先級(jí)搶占機(jī)制，因此在編程中把重點(diǎn)放在對(duì)任務(wù)、中斷進(jìn)行劃分和任務(wù)調(diào)度的實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題上。系統(tǒng)主要包括三個(gè)中斷、一個(gè)任務(wù)調(diào)度和多個(gè)任務(wù)，三個(gè)中斷包括A/D采樣中斷、定時(shí)器中斷和按鍵輸入中斷，任務(wù)包括模擬量計(jì)算任務(wù)、保護(hù)邏輯判斷任務(wù)、保護(hù)功能任務(wù)、數(shù)字量控制任務(wù)、故障錄波任務(wù)、通信處理任務(wù)、按鍵管理任務(wù)、報(bào)警功能(LCD顯示和指示燈指示)任務(wù)和GPS對(duì)時(shí)任務(wù)。實(shí)時(shí)多任務(wù)調(diào)度是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是保證多個(gè)任務(wù)合理有序地執(zhí)行的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)時(shí)將任務(wù)調(diào)度放在數(shù)據(jù)采樣中斷處理中執(zhí)行，其任務(wù)調(diào)度框圖如圖5所示。

　　結(jié)論

　　本文提出了以O(shè)MAP5910為核心處理器的低壓保護(hù)測(cè)控裝置設(shè)計(jì)方案，借助OMAP強(qiáng)大的硬件平臺(tái)和VxWorks操作系統(tǒng)的軟件環(huán)境，使整個(gè)裝置的硬件結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔和優(yōu)化，有效地降低了裝置的整體功耗，提高了裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)交換的效率和軟件開(kāi)發(fā)的靈活性，提高了裝置的可靠性和可擴(kuò)展性。同時(shí)，裝置具有靈活的保護(hù)功能配置和保護(hù)出口配置功能，簡(jiǎn)化了保護(hù)整定值的管理和使用，便于使用和維護(hù)。

　　參考文獻(xiàn)：
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