基于DSP和CAN總線的RTU的設(shè)計(jì)

　　開(kāi)關(guān)量和脈沖量的輸入電平為12 V。采用HCPL2631 高速光隔進(jìn)行隔離， 實(shí)現(xiàn)電平匹配和隔離抗干擾， 隔離后的開(kāi)關(guān)量和脈沖量信號(hào)分別經(jīng)過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖單元即變?yōu)長(zhǎng)F2407A 外部I/O 輸入端信號(hào)，LF2407A通過(guò)定時(shí)訪問(wèn)相應(yīng)的I/O 端口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量和脈沖量的采集。當(dāng)信號(hào)測(cè)控模塊檢測(cè)到其中一個(gè)開(kāi)關(guān)量的變位， 產(chǎn)生相應(yīng)的一個(gè)事件順序記錄信息。對(duì)于分析電網(wǎng)故障原因具有重要作用。

　　利用了CPLD 的集成性和可編程性將處理外圍數(shù)字電路集成到一塊芯片上， 實(shí)現(xiàn)對(duì)其他芯片、液晶顯示器和鍵盤(pán)等的地址譯碼、讀寫(xiě)、控制和信號(hào)緩沖功能。

　　4 系統(tǒng)軟件介紹

　　根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)， 在進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)可將RTU 分為通信主控和信號(hào)測(cè)控兩個(gè)獨(dú)立的模塊， 對(duì)兩者進(jìn)行單獨(dú)的考慮和設(shè)計(jì)。在這里，采用模塊化程序設(shè)計(jì)的方法來(lái)設(shè)計(jì)模塊的整體軟件。從軟件的功能上講，通信主控模塊主要包括各種通信端口的通信程序和人機(jī)接口程序設(shè)計(jì)，信號(hào)測(cè)控模塊軟件部分則包括現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集和處理、各種電力參數(shù)的計(jì)算和分析以及與上位模塊的通信程序等。在實(shí)際應(yīng)用中，通信主控模塊和信號(hào)測(cè)控模塊多個(gè)任務(wù)之間往往是互相交叉的，因此通過(guò)硬件中斷來(lái)響應(yīng)不同任務(wù)請(qǐng)求，提高處理器的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。

　　5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

　　利用實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件， 為了驗(yàn)證硬件A/D 采樣系統(tǒng)的好壞， 對(duì)低壓380 V/220 V 電網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量， 采樣128個(gè)點(diǎn)與示波器波形相比如圖4 所示?？梢钥闯?， 對(duì)模擬量的采樣是精確可行的。

圖4 采樣128個(gè)點(diǎn)與示波器波形比較

表1 采樣運(yùn)算得15 次諧波峰值

　　在此基礎(chǔ)之上， 進(jìn)行了諧波分析。本次試驗(yàn)采用電網(wǎng)電壓經(jīng)分壓變換后電壓有效值在1.7 V 左右（ 普通萬(wàn)用表測(cè)） 進(jìn)行試驗(yàn)。采樣數(shù)據(jù)經(jīng)符號(hào)擴(kuò)展后直接進(jìn)行FFT 變換， 對(duì)應(yīng)得到15 次諧波峰值如表1 所示， 從表中數(shù)據(jù)可以看出偶次諧波很小， 幾乎為零； 而奇次諧波逐漸遞減。