一種基于dsp微機保護系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于計算機技術領域，尤其設及一種基于DSP微機保護系統。
【背景技術】
[0002] 目前，株洲華遠機車配件有限責任公司車間配電設備比較陳舊，隨著公司電力系 統的不斷發展對電力保護要求越來越高，對原來的繼電保護的設備與性能不斷提出挑戰。 原來的電力保護裝置已經無法繼續滿足現場的要求，尤其是對車間設備缺少很好的繼電保 護功能，多次有設備因沒有可靠的保護而損壞，需要有新型的裝置與其現在的生產配套。要 求新的繼電保護必須要有反應快、動作靈、無死區等新性能，能借助計算機技術為繼電保護 創造信息化，智能化的控制平臺 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型為解決繼電保護必須要有反應快、動作靈、無死區等新性能，能借助計 算機技術為繼電保護創造信息化，智能化的控制平臺的技術問題而提供一種基于DSP微機 保護系統。
[0004] 本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：
[0005] -種基于DSP微機保護系統，包括通信接口、CPLD邏輯控制器、信號調理電路、低通 濾波電路、模數轉換器ADC、鍵盤、顯示屏、DSP數字信號處理器、電源板裝置、CAN驅動忍片裝 置和主控制與信號產生裝置；
[0006] 所述信號調理電路核屯、忍片采用MAX542,該忍片共14個引腳，14腳接5V電源；12腳 接數字地;3、4腳接模擬地;5、6腳接2.5V參考電壓；1腳和13腳接運放;10腳接串口的輸入;7 腳接片選CS; 8腳接頻率IOMHz的時鐘信號；11腳輸入端與轉換并發送信號的DAC連接;2腳采 用雙極性電壓信號輸出與外部電路連接；
[0007] 所述低通濾波電路采用5階己特沃斯多重反饋型LPF有源濾波電路，第一級采用1 階LPF，第2級和第3級都采用2階LPF，3級合起來構成5階LPF，S級LPF的截止頻率和Q值分別 為：。=1 曲Z，化= 0.5;f2 = l 曲Z，化= 0.618034;f3 = l曲z，化=1.618034，電路按化 = 0.5，Q2 =0.618034，化=1.618034順序連接；
[000引所述DSP數字信號處理器設置有通信接口，所述信號調理電路、低通濾波電路、模 數轉換器ADC依次電連接，所述模數轉換器ADC輸出端與DSP數字信號處理器輸入端連接，所 述模數轉換器ADC輸入端與CPLD邏輯控制器輸出端連接，所述CPLD邏輯控制器與DSP數字信 號處理器互逆連接，所述鍵盤與模數轉換器ADC輸入端連接，所述模數轉換器ADC輸出端與 顯示屏連接；
[0009] 所述電源板裝置包括電源板、電源忍片、電源監視忍片;所述電源忍片與電源板連 接，電源監視忍片與電源忍片連接，所述電源忍片與DSP數字信號處理器連接，所述電源監 視忍片與DSP數字信號處理器互逆連接；
[0010] 所述CAN驅動忍片裝置和主控制與信號產生裝置互逆連接，所述CAN驅動忍片裝置 與DSP數字信號處理器互逆連接。
[0011] 進一步，所述CPLD邏輯控制器包括EPM7128AECPLD忍片。
[0012] 進一步，所述顯示屏包括320240液晶顯示屏。
[0013] 進一步，DSP數字信號處理器包括M41T11M6實時時鐘檢測器、SST39VF800FLA細忍 片、AT24C512接口、IS61LV51216接口、與上位機通訊連接的RS232接口、與W太網通訊連接 的 CS8900A接口。
[0014] 進一步，所述CAN驅動忍片裝置包括SN65HVD230CAN驅動忍片，所述主控制與信號 產生裝置包括DSPl主控制與信號產生器。
[001引進一步，DSP數字信號處理器采用TMS320F2812型號，所述電源忍片采用 TPS767D318,電源監視忍片采用SP708。
[0016] 本實用新型具有的優點和積極效果是：
[0017] DSP系統軟件設計中傳統的嵌入式設計，通常采用前后臺系統設計方法:后臺系統 為循環掃描調用一定函數去來完成相應的功能;前臺系統為實時調用一定中斷程序去及時 處理對應的突發事件。由于運些程序都面向控制過程，因此可移植性差，開發效率低。本實 用新型采用面向對象的基于實時操作系統的編程技術，克服了上面的缺點，編程更高效，更 方便。
[0018] 具體的軟件開發采用C語言來編寫程序，再采用DSP配置工具定義對象。系統可智 能地控制電力設備，可對各種信號如電流、電壓、差動、反時限、頻率、時間等進行測試與監 測，并可根據運些量的故障情況進行自動動作并保護，而且有自我保護功能。
[0019] 本實用新型的繼電保護監測裝置的技術要求和性能指標完全符合多功能保護工 業設計的要求，本監測裝置的性能優越，響應速度快、輸出精度高、體積小、重量輕、運行可 靠、人機界面友好等特點。
[0020] 本實用新型的繼電保護裝置的工作穩定，性能優越，完全達到甚至超越了企業對 變配電站改造提出的幾點要求。優越于常規微機繼電保護，可滿足變配電站多種綜合性的 保護。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本實用新型實施例提供的基于DSP監控系統結構示意圖；
[0022] 圖2是本實用新型實施例提供的信號調理電路連接圖；
[0023] 圖3是本實用新型實施例提供的低通濾波電路連接圖；
[0024] 圖4是本實用新型實施例提供的DSP系統主程序的流程圖；
[0025] 圖5是本實用新型實施例提供人機接口的程序流程圖；
[0026] 圖6是本實用新型實施例提供型實施例提供用高分辨率雙蹤示波器測得小信號模 擬量電壓波形圖。
【具體實施方式】
[0027] 為能進一步了解本實用新型的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉W下實施例，并配合 附圖詳細說明如下。
[002引請參閱圖1所示：
[0029] 一種基于DSP微機保護系統，包括通信接口、CPLD邏輯控制器、信號調理電路、低通 濾波電路、模數轉換器ADC、鍵盤、顯示屏、DSP數字信號處理器、電源板裝置、CAN驅動忍片裝 置和主控制與信號產生裝置；
[0030] 所述信號調理電路核屯、忍片采用MAX542,該忍片共14個引腳，14腳接5V電源；12腳 接數字地;3、4腳接模擬地;5、6腳接2.5V參考電壓；1腳和13腳接運放;10腳接串口的輸入;7 腳接片選CS; 8腳接頻率IOMHz的時鐘信號；11腳接DAC轉換發送信號輸入;2腳為極性電壓信 號輸出，采用雙極性輸出。具體電路連接如圖2所示。
[0031] 所述低通濾波電路采用5階己特沃斯多重反饋型LPF有源濾波電路。第一級采用1 階LPF，第2級和第3級都采用2階LPF，3級合起來構成5階LPF，S級LPF的截止頻率和Q值分別 為：fi = l 曲Z，化= 0.5;f2 = l 曲Z，化= 0.618034;f3 = l曲z，化=1.618034，電路按化 = 0.5，Q2 = 0.618034,跑=1.618034順序連接，具體硬件電路如圖3所示。
[0032] 所述DSP數字信號處理器設置有通信接口，所述信號調理電路、低通濾波電路、模 數轉換器ADC依次電連接，所述模數轉換器ADC輸出端與DSP數字信號處理器輸入端連接，所 述模數轉換器ADC輸入端與CPLD邏輯控制器輸出端連接，所述CPLD邏輯控制器與DSP數字信 號處理器互逆連接，所述鍵盤與模數轉換器ADC輸入端連接，所述模數轉換器ADC輸出端與 顯示屏連接；
[0033] 所述電源板裝置包括電源板、電源忍片、電源監視忍片;所述電源忍片與電源板連 接，電源監視忍片與電源忍片連接，所述電源忍片與DSP數字信號處理器連接，所述電源監 視忍片與DSP數字信號處理器互逆連接；
[0034] 所述CAN驅動忍片裝置和主控制與信號產生裝置互逆連接，所述CAN驅動忍片裝置 與DSP數字信號處理器互逆連接。
[0035] 所述CPLD邏輯控制器包括EPM7128AECPLD忍片。
[0036] 所述顯示屏包括320240液晶顯示屏。
[0037] DSP數字信號處理器包括M41T11M6實時時鐘檢測器、SST39VF800FLA細忍片、 AT24巧12接口、IS61LV51216接口、與上位機通訊連接的RS232接口、與W太網通訊連接的 CS8900A接日。
[0038] 所述CAN驅動忍片裝置包括SN65HVD230CAN驅動忍片，所述主控制與信號產生裝置 包括DSPl主控制與信號產生器。
[0039] DSP數字信號處理器采用TMS320F2812型號，所述電源忍片采用TPS767D318,電源 監視忍片采用SP708。
[0040] 下面結合原理分析對本實用新型詳細描述。
[0041] 系統設計的要求和功能對改造提出W下幾點具體要求：
[0042] 1)據情況可采用手動或自動方式。
[0043] 2)操作要簡單，輸出符合車間現場調試的要求。
[0044] 3)有較好的人機交互界面(包括LED、液晶及鍵盤等）。
[0045] 4)操作系統易學，好用。
[0046] 5)有遙控、模數變換、自動閉環自檢等功能。
[0047] 配電間的繼電保護系統的軟件設計，由于原來的繼電保護系統精度不高、反應慢、 功能少、缺少人機交互界面，缺少自檢保護功能，針對運些缺陷與不足我們加 W改進，新設 備基于DSP+CPLD構成智能的信號處理系統，相比原來的保護裝置，提高了精度，改善了波 形，增加了全自動閉環的測試與全數字保護的測試新功能，增加了監控DSP系統，有了較好 的人機交互與自檢保護功能。
[0048] DSP監控系統設計采用PC機構建人機界面，操作簡單，可W方便地實時監測運行狀 態，及時進行數據處理，內置繼電器庫，編程設計，支持網絡操作，實現仿真和全閉環測試。 DSP監控系統是該裝置的核屯、與靈魂，主要包括通信接口、CPLD邏輯控制、D/A轉換等幾個部 分，有控制與數據處理、邏輯控制、采樣、通信、顯示和人機交互等五個方面的功能。DSP監控 系統系統結構框圖如圖1，
[0049] DSP系統軟件設計：