Inleiding tot het artikel:
Naarmate de eisen die mensen aan de stroomkwaliteit stellen steeds hoger worden, is er veel aandacht gekomen voor de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening in distributienetwerken. De distributieterminal (DTU) van het schakelstation vormt een belangrijk onderdeel van het distributienetwerksysteem. De eenheid voor signaaloverdracht en afstandsbediening van de DTU zorgt voor de realtime bewaking van de operationele apparatuur in het distributiesysteem. De betrouwbaarheid van de signaaloverdracht en afstandsbediening heeft een directe invloed op de kwaliteit van de elektriciteit. Tijdens de werking van het elektriciteitsnet komen echter vaak valse alarmen bij de signaaloverdracht op afstand en storingen in de afstandsbediening voor, wat directe economische verliezen met zich meebrengt en zelfs tot ernstige stroomstoringen kan leiden. Om de bovengenoemde problemen op te lossen, wordt in dit artikel een ontwerp voorgesteld voor een DTU-eenheid voor signaaloverdracht en afstandsbediening op basis van ARM.
In dit artikel wordt eerst onderzoek gedaan naar de technologie voor signaaloverdracht en afstandsbediening van de DTU, en worden de specifieke ontwerpdoelen en functionele eisen vastgesteld. Na voltooiing van het algemene ontwerp van de signaal- en afstandsbedieningseenheid en de verdeling tussen software en hardware, worden vervolgens het specifieke software- en hardwareontwerp en de implementatie daarvan uitgevoerd. Het hardwareontwerp is gebaseerd op een ontwerp met meerdere kaarten, waaronder een CPU-kaart, een kaart voor signaaloverdracht en afstandsbediening, en een LCD-scherm. De kaart voor signaaloverdracht en afstandsbediening kan tijdens het gebruik worden verwisseld en flexibel worden geconfigureerd om aan verschillende situaties op het gebied van stroomverdeling te voldoen. De CPU-kaart maakt gebruik van de i.MX287-processor op basis van de ARM9-kern, terwijl de afstandsbedieningskaart en het LCD-paneel gebruikmaken van de 32-bits STM32F103VE-processor op basis van de ARMv7-architectuur, die zich kenmerkt door hoge snelheid, grote precisie en goede stabiliteit. De signaal- en afstandsbedieningslus maakt gebruik van isolatie op twee niveaus, waardoor deze beter bestand is tegen interferentie. Het softwareontwerp is gebaseerd op een modulaire oplossing, waaronder het softwareontwerp van de CPU-kaart, de signaal- en afstandsbedieningskaart en de LCD-kaart. Het gehele softwareontwerp maakt gebruik van embedded ontwikkelingstechnologie, technologie voor signaaloverdracht op afstand, technologie voor afstandsbediening en andere technologieën. In overeenstemming met het IEC60870-5-101-stroomprotocol worden multithread-programmeerconcepten toegepast op basis van asynchrone seriële poortcommunicatie en CAN-communicatie om signaaloverdracht op afstand, afstandsbediening, SOE, gegevensopslag en -upload, systeemtijdsynchronisatie, weergave en communicatie en andere functies voor het bewaken van de stroomdistributie te realiseren. Na voltooiing van het volledige ontwerp werd de werking van de eenheid voor signaaloverdracht en afstandsbediening getest. Uit de testresultaten bleek dat het ontwerp van de eenheid voor signaaloverdracht en afstandsbediening voldeed aan de verwachte doelstellingen en een zekere toepassingswaarde had.
SAMENVATTING
Naarmate de eisen die aan de stroomkwaliteit worden gesteld steeds hoger worden, krijgt de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening via het distributienetwerk steeds meer aandacht. De DTU vormt een belangrijk onderdeel van het distributienetwerk; de tele-indicatie- en telecommando-eenheden ervan zorgen voor een complete realtime bewaking van de in bedrijf zijnde apparatuur in het stroomdistributiesysteem. De betrouwbaarheid van de tele-indicatie en het telecommando heeft een directe invloed op de stroomkwaliteit. Tijdens de bedrijfsperiode van het elektriciteitsnet komen bij de tele-indicatie echter vaak valse alarmen voor en bij het telecommando vaak storingen. Dit leidt tot directe economische verliezen en kan zelfs tot ernstige stroomstoringen leiden. Om de bovengenoemde problemen op te lossen, wordt in dit artikel een ontwerp voorgesteld voor een DTU-teleindicatie- en telecommando-eenheid op basis van ARM.
Allereerst wordt in dit artikel de DTU-technologie voor tele-indicatie en telecommando onderzocht, waarbij specifieke ontwerpdoelstellingen en functionele vereisten worden vastgesteld. Na voltooiing van het totale ontwerp van de tele-indicatie- en telecommando-eenheid en de verdeling tussen software en hardware, worden het specifieke software- en hardwareontwerp en de implementatie daarvan nader uitgewerkt. Het hardwareontwerp maakt gebruik van een oplossing met meerdere printplaten, waaronder een CPU-printplaat, een printplaat voor tele-indicatie en telecommando en een LCD-printplaat. De printplaat voor tele-indicatie en telecommando is hot-pluggable en flexibel configureerbaar. Deze kan voldoen aan de verschillende eisen van stroomdistributietoepassingen. De CPU-kaart maakt gebruik van een i.MX287-processor op basis van een ARM9-kern. De LCD-kaart en de kaart voor tele-indicatie en telecommando maken gebruik van de 32-bits STM32F103VE-processor met ARMv7-architectuur. De combinatie van meerdere processors kenmerkt zich door een snelle reactiesnelheid, hoge nauwkeurigheid en goede stabiliteit. Het circuit voor tele-indicatie en tele-besturing maakt gebruik van een tweetraps geïsoleerde optocoupler om de weerstand tegen storingen te verbeteren. Het softwareontwerp is modulair opgezet en omvat het softwareontwerp van de CPU-kaart, de kaart voor tele-indicatie en tele-besturing en de LCD-kaart. Het gehele softwareontwerp maakt gebruik van ontwikkelingen op het gebied van embedded technologie, tele-indicatietechnologie, tele-besturingstechnologie enz. Volgens het IEC 60870-5-101-stroomprotocol, waarbij gebruik wordt gemaakt van het concept van multithreaded programmering op basis van asynchrone seriële communicatie en CAN-communicatie, worden uiteindelijk de distributiebewakingsfuncties gerealiseerd, zoals tele-indicatie, telecommando, SOE, gegevensopslag en -upload, tijdinstelling, weergave en communicatie, enzovoort.
Eindelijk is het volledige ontwerp van de soft-hardware voltooid en zijn de functies van de tele-indicatie- en telecommando-eenheid getest. Uit de testresultaten blijkt dat het ontwerp van de tele-indicatie- en telecommando-eenheid aan de gestelde doelstellingen voldoet en een zekere praktische waarde heeft.
Auteur van het artikel: Qin Jing. Disclaimer: Sommige artikelen op deze website zijn overgenomen van het internet. Mocht dit in strijd zijn met uw belangen, neem dan contact met ons op. Wij zullen de betreffende inhoud dan verwijderen en onze excuses aanbieden!
De verdere inhoud van dit artikel zal in volgende artikelen worden bijgewerkt!
