處理器設置有RS232串口和USB接口，還連接有太網通訊模塊，數據存儲裝置包括SD卡和NAND Flash存儲器，方便數據存儲攜帶，ARM處理器還連接有蜂鳴器和LED狀態指示燈。
[0041 ] 2.軟件功能部分
[0042]1.基于Linux操作系統，完成包括錄波應用程序，與遠程通訊的通訊模塊。
[0043]2.基于FPGA的智能數字量采集模塊，主要包括以下幾個功能:
[0044](I)信號高低電平啟動
[0045]主要為了檢測一些故障警告信號，此類信號定義某一電平為故障，檢測信號一旦為高電平/低電平，便啟動錄波，可選擇持續高低電平持續時間，有效電平最低持續10ns便認定為有效電平。
[0046](2)檢測到跳變沿啟動
[0047]部分功能信號，例如閥解鎖正常解鎖信號，閥跳閘信號，為了抓取動作瞬間信號，必須出現跳變即從低電平變為高電平，或高電平變為低電平，才可認定其為一個有效動作。
[0048]因此判別方法如下:
[0049]A.檢測上升沿，由于FPGA采用20M時鐘頻率，因此認定兩個周期(每個周期50ns)前一個為低后一個為高，認定上升跳變沿有效。
[0050]B.檢測下降沿，由于FPGA采用20M時鐘頻率，因此認定兩個周期(每個周期50ns)前一個為高后一個為低，認定下降跳變沿有效。
[0051 ] (3)變頻啟動
[0052]針對部分控制信號，例如部分系統閥解閉鎖狀態為調制頻率信號，閉鎖狀態為1khz信號，解鎖為IMhz信號，其狀態轉變瞬間，為1khz信號轉變為IMhz信號的變頻過程:
[0053]判斷方法為:
[0054]A.首先判斷當前信號頻率，由于所有調制信號為1Khz(脈寬50us)或者IMhz(0.5us)，因此采用數脈寬方式，即任意兩個跳變沿(即脈寬)發生的時間內計數，如果計數小于60us且大于40us，認定為lOKhz。如果計數小于1us且大于Ous，認定為IMhz。
[0055]B.判斷如果前后兩個脈寬發生變化，認定變頻有效。
[0056](4)斷線啟動
[0057]針對系統運行中間，部分信號為調制頻率信號，如果正常，只為傳輸1Khz或IMhz信號，如果斷線，則會監測到高電平或者低電平的持續信號。因此斷線監測，為在監測到前一時段頻率信號有效的前提下，高電平或者低電平持續時間超過300us，認定為斷線。
[0058](5)脈寬啟動
[0059]針對系統運行中間，觸發信號為規律的每20ms—個脈沖，如果出現丟脈沖，則會出現少一個脈沖。為了有效檢測此類問題原因，需要通過判斷高電平脈寬，如果大于20ms，我們判斷其為故障。
[0060]判斷方法:采用數脈寬的方式，例如需要檢測Xms脈寬，內部計數器η為Ius累加一次。因此檢測高電平脈寬，為計算檢測到上升跳變沿時刻到下降跳變沿時刻中間過程中，η的值。其應該X*1000/l-S《n《X*1000/l+S，其中S為誤差閾值。
[0061]換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，可以針對二次控制接口信號特點，通過選取啟動調節，智能自動啟動錄波，主要功能如下:
[0062](I)支持最大40個信號通道的采集。
[0063](2)采樣頻率 5MHZ。
[0064](3)通過硬件、軟件，可靈活選擇錄波啟動條件，一次可自動保存啟動時刻前200ms，后400ms，總共600ms的波形數據。
[0065](4)系統內部包含高精度對時系統，外部有以太網接口，可方便的與外界進行組網實時交換數據。
[0066](5)模塊本身配置可插拔存儲卡，方便存儲，同時可將數據傳送給遠程操作平臺進行數據保存。
[0067](6)接口信號電平3.3V，帶光耦隔離。
【主權項】
1.換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，其特征在于:包括ARM處理器和FPGA控制單元； FPGA控制單元負責信號處理，FPGA控制單元連接有多通道光耦隔離采集電路和組合式播碼開關電路，通過多通道光耦隔離采集電路采集換流閥二次控制接口信號，組合式播碼開關電路用于設置啟動錄波條件； ARM處理器包括基于Linux操作系統的波形文檔存儲系統，ARM處理器設置有通訊接口，ARM處理器還連接有數據存儲裝置和時鐘模塊。2.根據權利要求1所述的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，其特征在于:所述FPGA控制單元內部設置有自適應濾波信號識別模塊，自適應濾波信號識別模塊用于檢測信號電平、檢測信號跳變沿、檢測信號脈寬、檢測信號斷線和檢測信號變頻。3.根據權利要求1所述的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，其特征在于:所述時鐘模塊采用RTC時鐘芯片。4.根據權利要求2所述的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，其特征在于:FPGA通過IRIG-B碼與外部GPS進行對時，同步時鐘模塊時鐘。5.根據權利要求1或2所述的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，其特征在于:所述ARM處理器設置有RS232串口和USB接口，還連接有太網通訊模塊。6.根據權利要求1或2所述的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，其特征在于:所述數據存儲裝置包括SD卡和NAND Flash存儲器。7.根據權利要求1或2所述的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，其特征在于:所述ARM處理器還連接有蜂鳴器和LED狀態指示燈。
【專利摘要】本發明提供一種換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，包括ARM處理器和FPGA控制單元；FPGA控制單元連接有多通道光耦隔離采集電路和組合式播碼開關電路，通過多通道光耦隔離采集電路采集換流閥二次控制接口信號，組合式播碼開關電路用于設置啟動錄波條件；ARM處理器包括基于Linux操作系統的波形文檔存儲系統，ARM處理器設置有通訊接口，ARM處理器還連接有數據存儲裝置和時鐘模塊；FPGA控制單元負責信號處理，完成錄波信號的采集，為錄波信號提供緩沖區，ARM處理器包括基于Linux操作系統的波形文檔存儲系統，供ARM軟件讀取保存錄波信號數據，解決換流閥二次控制接口故障信號無法監測的問題。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN105652110
【申請號】
【發明人】羅海云, 程曉絢, 王小強, 劉飛, 崔樂, 高奇, 楊憲鵬, 徐鵬
【申請人】中國西電電氣股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月21日