嵌入式以太網(wǎng)的變電站間隔層保護系統(tǒng)研究
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2 間隔層保護裝置的硬件設(shè)計
2．1 硬件結(jié)構(gòu)
考慮到以上映射方式，間隔層保護裝置應由模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、主控制器、液晶顯示、電源模塊等多塊板卡組成。各個模塊以插件的形式安裝在主板上，可以根據(jù)用戶的需求自由增減。其硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。本文引用地址：http://yuyingmama.com.cn/article/149066.htm
根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)圖，PowerPC平臺分別和上位機、FPGA的雙口RAM和ARM7彩色液晶等有通信連接以及數(shù)據(jù)交互。
2．2 硬件功能
主控板選用了PowerPC 8247處理器，利用其強大的運算處理能力，在VxWorks平臺上實現(xiàn)了配置信息的解析、數(shù)據(jù)映射、平臺保護、數(shù)據(jù)通信等功能。外接SST39VF040的BIOS芯片，用于存儲Bootrom程序。32 MB的Flash／ROM用于存儲Vxworks程序、驅(qū)動程序、配置文件信息、存儲數(shù)據(jù)等。32 MB×4的RAM用于存儲系統(tǒng)及應用運行程序，實時涮用配置信息、實時數(shù)據(jù)等。100M全雙工以太網(wǎng)口用于實時通信，RS232用于連接打印機，RS485用于連接液晶顯示板。
3 保護裝置執(zhí)行平臺軟件設(shè)計
傳統(tǒng)的繼電保護一般采用單片機線性程序，即前后臺系統(tǒng)開發(fā)方式。應用程序由后臺運行，一般是一個無限循環(huán)，循環(huán)中調(diào)用相應的甬數(shù)(或子程序)完成相應的操作(稱為后臺行為或任務級)，用中斷來處理隨機事件(稱為前臺行為或中斷級)。在實際應用中，各種前臺行為的執(zhí)行頻率是不一致的，如輸入采樣頻率可能要求很高，而鍵盤掃描則要少得多，在系統(tǒng)復雜的情況下就可能導致某些任務得不到及時執(zhí)行。另外，程序一旦建立，各種前臺行為的執(zhí)行即已固定。如需在運行時動態(tài)地改變執(zhí)行結(jié)構(gòu)，程序則需要另外添加很多條件判斷或分支轉(zhuǎn)移，增加了程序的復雜性、可讀性以及維護難度。所以在設(shè)計符合IEC 61850的保護軟件時，必須引入嵌入式實時操作系統(tǒng)(RTOS)。
本文采用的RTOS為VxWorks操作系統(tǒng)，它具有良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，因其良好的可靠性和卓越的實時性而被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中。和其他操作系統(tǒng)相比，VxWorks的健壯性、實時性、組件的豐富性無疑十分適合本項目的開發(fā)，應用實踐也證明了這一點。本節(jié)介紹基于VxWorks的保護裝置系統(tǒng)平臺設(shè)計。
3．1 系統(tǒng)模塊劃分
PowerPC軟件模塊結(jié)構(gòu)如圖4所示。
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