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优发国际一种基于Cotex-M3内核的智能低压断路器控
1970-01-01 08:00

  优发国际摘要:文章引见了基于CotexM3内核的32位高机能微器正在智能低压器的硬件及软件设想中的使用。本智能器硬件采用信号变换、波形变换法;软件采用微分法。具体是通过微器中集成的输入捕捉模式采样变换后的信号来间接计较电流的变化率,大大缩短了过载、短毛病电流的响应时间。智能低压器,除实现毛病功能外,还能对环网供配电系统的现场参数进行及时性监测、区域联网通信等,实正能实现“分布式、集中办理”,降低现场的难度,提高了整个区域环网供配电系统的平安性和靠得住性。

  从20世纪90年代后期至今,智能化低压电器产物的成长敏捷。智能化低压电器产物是把现代电子手艺、计较机收集手艺、2G/3G收集手艺等新手艺嵌入到产物中。新一代产物从平安性、靠得住性、可性、经济和社会效益目标等方面有新的冲破。低压断器是低压电器产物中最主要的开关电器产物之一,正在环网供配电系统中起着断开或闭合一般一次回以及靠得住、快速地断开毛病一次回的,其操做机能对环网一次回的平安性、靠得住性、可性至关主要。低压断器取微器共同对环网一次回进行、、监测,当环网一次回中呈现毛病时,低压断器能靠得住、快速地断开环网一次回中的毛病回,防止毛病扩大,人身取设备平安。

  针对过载、短等毛病设想,文章引见了基于ARM公司32位高机能微器STM32F103VET6的智能低压断器器硬件和软件优化设想。其除实现过载、短等毛病外,还能对环网供配电系统的现场参数进行及时性监测,并能通过3G收集手艺成立区域联网,实现整个区域环网供配电系统的智能化。

  正在环网供配电系统中,低压断器次要完成对一次回发生的各类毛病(如过载、短、不均衡等)进行。因而,智能器应能精确快速地检测电压、电流、频次等现场参数,而且能够按用户的要求设定反时限或按时限曲线,实正实现一种功能多种动做特征。同时,通过3G收集实现区域收集化、智能化的和功能。其构成框图如图1所示。次要包罗微器、信号采集电、人机接口电、断器分合闸驱动电、3G收集通信接口电、电源电等。下面选择几个次要的单位电进行细致引见。

  按照图1所示,本智能器完成的包罗:环网一次回中毛病;现场参数采集、处置、显示;人机交互;断器分合闸驱动;3G收集通信等,属于多及时系统,若正在软件上采用前后台系统方案,会添加软件的开辟难度和耽误软件的开辟周期,对于多及时系统来说不是最可行的方案。因而,本智能器软件采用基于C/OSIII内核的及时操做系统平台,它是一个可扩展的、可固化的、抢占式的及时内核,它办理的个数不限,其功能包罗资本办理、事务同步、内部交换、运转时丈量运转机能、间接发送信号量或动静给、能同时期待多个信号量或动静队列等。

  本智能器硬件采用基于CotexM3内核的32位高机能微器STM32F103VET6,具有强大的数据处置能力和极为超卓的能力。其次要特点:工做电压为2.0至3.6V,CPU的最高工做频次为72MHz,内部集成单周期硬件乘和硬件除;512KB的flash和64KB的SRAM;并行TFT接口;3个12位A/D转换器,最小转换时间为1 s,转换范畴为0至3.6V;2通道12位D/A转换器;12通道DMA器,支撑的外设包罗按时器、ADC、DAC、SDIO、I2S、SPI、I2C和USART;80个多功能快速双向I/O端口,均可映照到16个外部中缀,部门端口兼容5V信号;4个16位按时器,功能包罗输入捕捉、输出比力、PWM或脉冲计数及增量编码器输入;2个I2C接口;5个USRT接口;3个SPI接口等。

  基于C/OS-III内核的及时操做系统可以或许移植到STM32F103VET6硬件平台上,通过及时操做系统来办理如图1所示的,大大降低了软件的开辟难度和缩短了软件的开辟周期。因而,采用此微器能够更好地满脚整个系统的硬件和软件资本的需求。

  为了实现过载、短等毛病的及时性,本智能器对环网一次回中交换电流信号进行模仿量采集。数据采集是实现智能化的主要环节,精确、快速地采集毛病信号变化的跃变点是本智能器设想的沉点。凡是采用曲流采样法,便是将环网一次回中各订交流电畅通过电流互感器降低,然后通过整流、滤波、非线性校准等各类电子电变换为信号幅值变化较小的曲流信号,然后再通过单片机对曲流信号进行A/D转换。但存正在及时性差、精度低等不脚,因此其使用遭到了。

  本智能器采用交换采样法,硬件布局如图2所示,便是指通过霍尔传感器将交换电流信号转换成按正弦变化的曲流电压信号,然后通过低通有源滤波器,滤除中频、高频干扰信号,再颠末双限比力器把按正弦变化的曲流电压信号变换成方波信号,最初再通过微器中集成的PWM输入捕捉模式丈量出方波信号的正脉冲宽度及周期值,再通过简单的算法快速、精确地鉴定一次回中毛病的类型。采用交换采样法,能快速、及时地和响应毛病电流信号的跃变点,信号采样电布局简单,削减了误差和干扰源,具有必然的滤波特征。

  按照现实,本智能器采集环网一次回中任两相电流信号即可,图2所示为A相电流信号采样电,由电流信号变换电、有源低通滤波器、波形变换电、光电耦合器电构成。