登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
被处理的各量中,以模拟量的处理较为复杂且耗时较长。模拟量的处理内容较多,如模拟量周期(即工频)的测定、模拟通道的选择(多个模拟量同一时刻选通一个)、A/D转换及存储等,有时还须采样/保持控制等。如能将模拟量交给一个协处理器去处理,势必会减轻主处理器的负担,缩短主处理器的运行周期,同时还能为增强某些功能需求创造条件。模拟量的计算通常是用傅氏算法,其精度又与模拟信号一周期内采样点的多少有关。采样点多,精度就高,但耗费的时间也多。若前端处理器采用单一的CPU,由于受到时间和模拟通道数量的限制,采样点大约在12~24点。若采用协处理器,采样点可多至30~36点,模拟通道多至 16个,也同样可正常工作。由于主处理器与协处理器的软件各自独立,使得在编制软件思想清晰,容易理顺。
一、硬件
图1给出了前端处理器中采用协处理器的硬件略图(只画出有关部分)。它的主处理器仍采用了当前流行的16位单片机80C196KB(IC6),协处理器采用了W78E51单片机(IC3)。W78E51的指令及性能同89C51,只是它的工作频率可以达到40MHz。由于有两个CPU同时运行,而且它们之间还有数据交换,如何去协调它们的工作是至关重要的,这需要通过硬件和软件的设计来加强保证。 图1中,IC1是8选1的模拟通道芯片MAX338,若通道数量超过8,可选用MAX306,其通道数量可达16个。IC2为12位带采样保持功能的 A/D模数变换芯片AD1674。IC4为地址锁存片74LS373,IC5为RAM存储芯片6264,它们附属于IC3,作为IC3的片外数据存储器。
硬件的工作过程是:工频电压或电流经处理后(经传感器或者电压/电流互感器、放大器、滤波器等处理)变为相应的模拟信号,分别从CI1的8个输入端(IN1~IN8)输入,具体选通哪路则取决于A0~A2的二进制数。而A0~A2又是由IC3的P10~P12决定。被选中通道的模拟量由IC1的 OUT输出,经跟随器后进入IC2进行A/D变换,由R/C、A0控制变换的过程,STA给出变换结束的信号,它们分别由IC3的P15~P17实施控制和测试。变换完成的数字量为12位,分两次输出,第一次为高8位(DB11~DB4),第二次为低8位(DB3~DB0,后加4个0)。这些数据经整理后依次存入数据存储器IC5中。IC3的P14是IC2的片选信号,P33是IC4、IC5的片选信号,通常为高电平,选不中。当进行A/D变换时,须先将 P14置低电平,选中该片,变换完成后,再置加高电平。当向IC5存、取数据时,须通过P33进行控制,过程同上。这样,可以防止A/D变换、IC5存取数据、IC3通过P0口向IC6传送数据这三者之间的相互交叉干扰。
周期值的测量是由一模拟通道提供工频信号,经斯密特触发器至IC3的P13进行。P13相邻两次电平下降的时间隔即可周期值。 IC3的P30、P31与IC6的P10、P11构成握手信号,将存放IC5中的各量依次取出,由IC3的P0口传至IC6的P0口,并存入指定的区间,再进行傅氏运算、处理和控制。IC5中存储的数据个数是1周期内各采样点的、各通道测得的数据个数的总和。设采样点为Rn,通道数为Rm,再加上前述的周期值(各量均为2字节),总的字节数C=2RnRm+2。当Rn=32,Rm=8,则C=2%26;#215;32%26;#215;8+2=514字节。当少于200字节时,也即采样点、通道数较少时,如Rn=16,Rm=6,IC3可用W78E52代替。W78E52可以利用片内的256个RAM来存储数据而省去片外的数据存储器,在硬件上更为简洁。
二、软件
图2是协处理器主程序软件框图。首先对有关的量进行说明:T0和T1是W78E51片内的两个定时器。T、Ta和Tb均为2字节寄存器,T用来存储测量出的周期值;
Ta存储两相邻采样点的时间间隔,因本例中采样点为32,将T右移5位即得Ta值;Tb是Ta对应的溢出值,用来产生T0中断。注意:以上诸量都须机器周期来表示,本例中采用24MHz晶振,一个机器周期的时间为0.5μs。Rm是模拟通道数,范围是1~8。Rn是采样点数,范围是1~32。 工作过程简述如下:当P13电位下跌时,周期测试开始,到第二次P13下跌时,周期测试结束(区间为AA~AD)。两次下跌的时间间隔即为工频的周期,具有准确的跟踪特性。在周期测试开始后4μs,T0溢出产生中断,执行中断子程序,总共32次。中断子程序都是在AD~AC间执行的,也即在第一周期内所有需要测量的量都已测出。从AD往后便是第二周期,主要用来计算Ta、Tb的值,并将IC5内的数据传送出去。
由此可见,协处理器的运行为2个周期,约 40ms。应说明的是:在上电的第一个周期内,因周期值还未测出,故须对Tb值先行设置。图3是中断子程序软件框图。 8个通道的A/D转换数据是先存入片内的RAM。这样来得快,以减少通道之间的相差(邻近通道之间的相差约为0.4%26;#176;),之后,再一次性地由片内RAM转存于片外RAM。执行一次T0中断子程序的时间约为256μs。当采样点为32时,时间间隔为625μs,绰绰有余。若将采样点增至 36,通道增至16个,则采样点间隔约为555μs,执行中断子程序的时间约为445μs,仍有足够的余量。
软件可以用汇编语言ASM51编写,也可以用对应的高级语言PL/M51或C51编写,但前者代码率高一些。
结束语
以上是协处理器的一般用法,在此基础上是否能进一步缩短运行周期和提高测量精度,是一个值得研究的课题。提高主处理器IC6和协处理器IC3的工作频率(如IC6采用16MHz,IC3采用36MHz)可以提高CPU的运行速度,以达到缩短运行周期的目的。
但有两点需要注意:一是CPU的外围芯片的速度必须跟得上;二是频率提高后,辐射增强,交叉干扰变得明显。因面,在印刷电路板的设计上须谨慎处理。 提高测量精度可以从3个方面着手。一是提高A/D转换精度,采用14位A/D变换芯片。不过,位数越多,变换所需的时间也越长。这在单一CPU中因时间限制,效果不好,而在协处理器中却容易实现。这里还有一个附带的问题,目前大都采用开关式稳压电源,耗电量省,但工作频率高,噪波大,通常有5~10mV, 这无疑限制了精度的提高。
因而,必须有一套优良的电源滤波系统,将噪波滤到1mV以下。有时这部分的电源干扰采用串联式稳压电源,其噪波可以做到 0.5mV以下。 二是采用同时式采样保持电路。在前述电路中,8个模拟通道的采样并不是同时进行而是按序进行的,后面的通道对前面的通道而言有一个时间上的滞后,这会给测量带来某些误差。常用的方法是将各模拟量的位置进行调整,将关系密切的量逐个紧排,以减少滞后带来的影响。
当然,提高协处理器的速度和采用高速A/D变换器也有助于滞后的减小(可做到0.2%26;#176;以内)。
然而,最终解决这个问题的办法是采用同时式采样保持电路,也即在图1的IC1前加入8片采样保持芯片,并由IC3实施控制。 三是各模拟量输入通道(包括传感器或电压/电流互感器、放大器、滤波电路等)均会形成一定的附加相移。若各通道的附加相移相等,则对测量的精度不会有影响。输入工频三相电A,B,C,各相相差应为120%26;#176;,由于附加相移不相等,显然会给测量带来影响,尤以测功率时明显。因而,应对各模拟通道的附加相移进行测量调整,使其尽可能相等。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
3月22日,科陆电子发布2024年年度报告。2024年,公司实现营业收入443100.03万元,同比增长5.5%;归属上市公司股东的净利润-46390.27万元,较上年同期减亏6470.95万元。科陆电子在报告中指出,智能电网板块业务是公司的核心基础,核心技术是高精度量测技术、边缘计算技术、电力系统保护控制技术和一二次
7月29日,在中国能建2024年半年工作会上,公司聘任罗必雄为首席科学家,聘任万明忠、李利宏为首席专家,树立尊重创新、礼敬人才的鲜明导向,为加快“四大转型”,发展新质生产力,培育战略性新兴产业和未来产业,奋力开创建设高质量发展“四新”能建崭新局面提供坚强人才保障。首席科学家罗必雄罗必雄
构建新型电力系统对整个电力系统的灵活调节能力提出了更高要求。包括分布式发电资源、负荷资源、储能资源在内的需求侧资源作为重要的灵活调节资源可发挥重要作用。需求响应、虚拟电厂是灵活调节资源集成聚合的主要形式,从能量、空间、时间三个维度实现需求侧资源集群参与电网调峰、新能源电力消纳、市
在新型电力系统建设中,高比例大规模的风电、光伏等可再生能源以及电力电子设备的广泛接入,对电力系统的运行安全提出巨大挑战。为解决系统中海量新能源的可靠接入与消纳问题,需要通过应用新一代数字技术,对电力系统全环节进行数字化改造,加快建设数字电网,实现电力系统的“可观、可测、可控”是关
8月24日,国家能源局河南能源监管办发布关于推进兰考县域可调负荷资源参与电力调峰辅助服务市场交易试点的通知,通知指出,兰考可调负荷资源参与电力调峰辅助服务市场参与主体主要包括具备市场条件的可调负荷电力用户、负荷聚合商、新型储能和虚拟电厂等。试点初期,为推进交易试点顺利进行,先行开展
发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。随着数字经济的蓬勃发展,数字技术成为新的发展引擎,以数字化驱动计量事业发展,既是现实急迫需求,也是产业发展的方向。电力计量贯穿电力生产、销售及电网安全运行全环节。应准确把握新形势下电力计量工作的任务,围绕计量数据采集、应
随着国家能源转型和电力体制改革的进一步发展,在“碳达峰、碳中和”目标下,以新能源为主体的新型电力系统将是未来能源系统的核心组成部分。推动构建以新能源为主体的新型电力系统,打造坚强智能电网是关键,推进源网荷储协同互动是支撑。“十四五”时期是碳达峰的关键期、窗口期,也是我国电网智能化
4月26日,中电联电力微型智能传感标委会(以下简称“标委会”)成立大会在广州召开,大会采用线下与线上相结合的方式举行。会上,多位行业专家分享了关于电力微型智能传感领域的前沿技术与真知灼见,共同谋划电力传感技术和产业发展。据悉,标委会在南方电网公司的指导下,由南方电网数字电网集团有限公
随着新型电力系统加快构建,仅考虑利用电源侧、电网侧的调节资源已难以满足系统安全高效的运行需求,亟须释放需求侧资源的灵活性调节能力,“源荷互动”将成为未来电力系统的显著特征。当前我国需求侧资源利用方兴未艾,利用形式逐渐从单一的有序用电、能效管理演变为功能多样、主动参与、市场驱动的需
随着新型电力系统加快构建,仅考虑利用电源侧、电网侧的调节资源已难以满足系统安全高效的运行需求,亟须释放需求侧资源的灵活性调节能力,“源荷互动”将成为未来电力系统的显著特征。当前我国需求侧资源利用方兴未艾,利用形式逐渐从单一的有序用电、能效管理演变为功能多样、主动参与、市场驱动的需
随着新型电力系统加快构建,仅考虑利用电源侧、电网侧的调节资源已难以满足系统安全高效的运行需求,亟须释放需求侧资源的灵活性调节能力,“源荷互动”将成为未来电力系统的显著特征。当前我国需求侧资源利用方兴未艾,利用形式逐渐从单一的有序用电、能效管理演变为功能多样、主动参与、市场驱动的需
在全球能源结构加速转型的背景下,储能技术已成为新型电力系统的核心支撑。7月23日,德赛电池主动安全电芯·系统量产全球发布会将于长沙步步高福朋喜来登酒店盛大举行。作为行业领先的数字化储能解决方案供应商,德赛电池将面向全球重磅展示数智化储能创新产品及先进的解决方案,与全球合作伙伴共绘零
近日,中电建协储能建设分会组织召开储能行业头部企业座谈会,来自14家储能系统商的代表齐聚北京,共商如何落实中央“整治‘内卷式’竞争”精神,引导储能行业健康有序发展。远景高级副总裁、远景储能总裁田庆军受邀参会。他表示,储能是新型电力系统、新型能源体系的核心组成部分,未来前景不可限量。
7月11日,南方电网公司召开2025年年中工作会议,强调要全面贯彻党的二十大和二十届二中、三中全会精神,坚决贯彻落实党中央、国务院决策部署,围绕“决胜十四五、准备十五五”,加快建设世界一流企业,奋力推动高质量发展,为以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业作出新的更大贡献。参会代表
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年7月14日-2025年7月18日期间发布的储能项目动态整理如下:蓝晓科技陕西西安用户侧智慧储能项目正式投运7月11日,蓝晓科技用户侧智慧储能项目正式投运。该项目位于西安市高陵区渭阳九路999号蓝晓科技新材料有限公司园区内部。储能总装机0.875MW/1.7
7月18日,广东电力交易中心转发广东电网电力调度控制中心关于印发广东电网虚拟电厂并网调度服务指南的通知,本手册适用于符合国家、行业相关技术条件,接入广东电力系统,以所在现货市场出清节点(220kV及以上电压等级母线)为单位聚合为交易单元,且单个交易单元的调节能力不小于1兆瓦、连续响应时间
2025年5月21日,国家发改委、国家能源局联合发布《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号,以下简称“650号文”),从国家层面明确绿电直连的定义与适用范围,规范了绿电直连相关主体的权责范围和相关要求,并从落地层面指导绿电直连在微观层面的有序发展。650号文总体体现
广东灵活调节能力现状及提升路径分析——《新型电力系统下广东灵活调节能力分析及提升举措》摘编王雪辰/整理(中能传媒能源安全新战略研究院)在构建新型电力系统进程中,电力系统的运行特性发生了根本性的变化。新能源大规模接入电网,导致电力系统的灵活调节需求急剧攀升,传统电力系统的灵活调节能
近日,中国能建中电工程西北院收到中标通知书,确认联合体中标中国能建哈密光热配套风光项目EPC总承包工程。该项目位于新疆哈密市伊吾县淖毛湖区域,项目总装机容量达40万千瓦,包含30万千瓦风电和10万千瓦光伏,配套建设一座220千伏升压站及送出线路。作为国家“疆电外送”战略的重要补充项目,该项目
7月17日,上海电气电站集团召开干部宣布会。上海电气集团党委副书记、总裁朱兆开出席并讲话;上海电气集团领导金孝龙、丘加友出席。电站集团领导班子成员出席;电站集团本部各部门负责人、各企业党政负责人参加。会上,上海电气集团人力资源部部长辛健主持会议并宣布上海电气集团党委决定:沈兵同志任
7月15日,内蒙古乌海抽水蓄能电站地下厂房历经21个月,提前75天顺利完成开挖,标志着电站厂房建设正式转入混凝土浇筑与机电安装的全新阶段,为电站投产发电奠定了坚实基础。这是继2025年4月上、下水库沥青混凝土摊铺转序后,乌海抽水蓄能电站建设的重要里程碑节点。内蒙古乌海抽水蓄能电站枢纽工程主要
北极星售电网获悉,近日,成都市部分地区最高气温升至40℃以上,用电需求持续攀升。7月16日21时26分,成都电网负荷创历史新高,达2213万千瓦。为保障夏季用电高峰期间电力可靠供应,成都市持续推进新型电力系统建设,据了解,装机规模100万千瓦的分布式光伏、20万千瓦的电网侧储能等资源实现顶峰出力。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!