信号继电器

信号继电器（精选四篇）

信号继电器 篇1

关键词：正线信号继电器,联锁检查,问题,方法

0引言

铁路系统中, 列车进站、进路信号机的单黄、双黄信号灯的灯光指示是由正线信号继电器控制的, 通过继电器接点处的吸起或落下对信号灯进行调控。然而, 在系统运行中, 我们发现正线信号继电器实际对信号灯的调控中, 通常会出现某些问题。实际操作中, 正线信号继电器的吸起或落下对信号显示正常与否有着直接关系, 因此保证继电器动作的正常对铁路系统的安全运营起着极其重要的作用。

铁路车站信号联锁简称为联锁, 它是铁路信号设备的重要组成部分。目前, 国内铁路系统的6502继电联锁控制系统仍发挥着重要作用, 它能够实现安全联锁功能, 且在故障状态下保证联锁控制系统的安全性。正线信号继电器所面临的问题, 可以通过联锁系统检查来确定分析, 从而找出问题的根源所在。本文首先提出正线信号继电器联锁检查存在的问题, 进而对问题进行分析从而提出改进方法。

1正线信号继电器联锁检查问题的提出[1,2]

正线信号继电器的运行关系着铁路安全运行问题, 而其运行状态则没有替代条件, 当继电器出现故障在落下的时候不能够吸起时, 便会出现一系列问题:①若进正线停车的信号开放前正线信号继电器没有吸起, 造成正线信号继电器第7组后接点接通了2U回路, 而第8后接点接通了1U回路, 导致进正线停车进路, 双黄灯开放信号。②若进正线停车的信号开放以后, 正线信号继电器出现故障而落下, 使正线信号继电器第7组后接点接通了2U回路, 由于正线信号继电器的缓放性能导致继电器保持吸起状态, 此时进正线路开通, 而是双黄灯开放信号。③由于上述问题的存在, 导致机车通过时错误信息依然存在, 从而使机车发送错误信息。

图1为列车站场示意图。由于某次施工导致下行线被封锁, 从而启用了上行线进站信号机。在某一次列车进站进入下行4道时, 列车司机发现进站信号机显示单黄, 出现了紧急停车情况。此后, 经过检查发现, 正线信号继电器接入了6号道岔的前接点, 而未按照正常运行接入5号道岔前接点, 该问题的出现引起了我们对正线信号继电器联锁检查的提出, 需要正确对待此类问题, 找出解决方案, 保证铁路信号系统的正常运作, 保证列车进站、进路安全可靠。

2正线信号继电器联锁检查的问题分析

2.1 一些问题联锁检查不出结果[3]

一般而言, 铁路系统的各种检修和试验, 基本上均采用联锁试验。联锁试验目的是为了检验施工过程中安装的每个设备是否与设计一致, 因此, 联锁试验必须依照设计的联锁试验表进行, 一一进行联锁实验表检查。

联锁试验一般包括模拟试验和排空试验。模拟试验是在室内进行的一种信号设备功能检验方式, 而排空试验则是在模拟试验的基础上, 除去室内模拟, 采用室外方式对联系电路和正线信号继电器进行控制检验。

在此次联锁检查中, 按照联锁表, 对室内外道岔、轨道电路及信号机等设备做出模拟试验, 然后对室外信号机显示和室内继电器动作进行排空检查。结果发现, 对信号机的模拟试验涉及信号机的每一个灯位, 试验中分别是在分线盘的相应位置进行模拟信号灯开放联锁试验, 试验过程中, 我们发现鉴于分线盘的信号灯较多, 难以准确分辨出全部信号灯所在位置。最终, 联锁试验也无法查找出正线信号继电器中的连线失误。

2.2 不适用与室外设备的导通核查工作[4]

铁路系统信号工程的施工项目中, 工程开通之前必须进行信号联锁导通试验。信号联锁导通试验要求模拟试验轨道电路、道岔和信号机设备运行情况, 进而验证该信号工程联锁导通是否能够正常运行。轨道电路情况导通试验是通过模拟室外的状态来模拟实际列车运行状况, 而室内点灯电路的状况则是模拟信号灯状态进行的, 道岔定反位的模拟试验不仅要求能够自己转换还必须多次试验其对信号灯开放状态的影响。

进行信号联锁导通试验过程中, 一般情况下采用人工模拟盘来模拟室外的轨道电路、道岔和信号机情况, 同时在进行站场情形绘制时, 信号机所在位置所属线路的相对情况不能如实被采集, 因此由于该试验本身的原因导致信号联锁导通试验存在一定的弊端。试验过程中我们还发现, 室外设备导通试验中正线信号继电器的作用和工作情况不能够被检查到, 从而导致继电器不适用与室外设备的导通试验工作。

2.3 设备大要点的开通检查不充分[4]

信号联锁导通试验确保了设备和行车安全, 它同时也是设备大要点施工的关键。因此, 大要点的施工和过渡方案最好能够保证信号联锁试验的正常进行。施工过程中比较可靠的方法便是把某些比较小的项目放在大要点之前完成, 缩写大要点之内的联锁关系试验。通常各个设备大要点开通时, 一般仅进行一次检查, 此后列车便连续运营, 不再进行复查。设备大要点中的道岔通常情况下用工务钉闭, 由各车站加锁。

当对点内轨道电路、道岔及信号机进行联锁导通试验时, 依据联锁表进行各项检查, 该项检查的工作量大, 加上列车运行间隔短时间紧迫, 造成一部分信号机不能及时进行检查, 导致部分问题无法排除。从而最终导致正线信号继电器在进行信号核对时, 不能进行最后的联锁关系检查, 因此使得正线信号继电器往往不能得到必要的充分检查。

3提高联锁检查的方法与对策

以上我们分析了联锁关系检查中出现的问题和缺陷, 针对联锁检查中出现的问题我们提出了以下2个提高联锁检查的方法和对策, 从而使联锁检查更加可靠, 保障铁路信号系统的正常运行, 保证铁路系统的安全运营。

3.1 图表与实际情况相结合[5]

通常我们进行联锁检查时, 往往要依据联锁关系表进行。因此, 为了确保联锁检查的顺利进行, 我们首先要做到联锁关系表设计合理, 覆盖面广, 必须保证设备各个要点都在联锁关系表的范围之内。当联锁关系表设计完毕后, 便可根据表的内容进行联锁检查, 在检查的过程中, 需做到根据联锁关系表和组合配线图, 认真核对图表内容, 做到图表与实际情况相结合, 保证图表中的每一项均能够被检查到。当依据图表检查完之后, 还需对设备大要点进行反复检查, 确保大要点的联锁检查不会有纰漏。

3.2 模拟联锁关系后单独核对正线信号继电器电路[2]

在实际联锁检查中, 我们发现正线信号继电器的检查往往会被忽略掉, 因此在模拟联锁关系检查后需单独对正线信号继电器电路进行联锁检查。在联锁导通试验中, 我们对信号机进行试验时通过对室内模拟电灯进行的, 而往往没有再进一步对信号机的正线信号继电器进行联锁检查。

模拟联锁关系后在对正线信号继电器电路进行检查时, 需要对每一个信号机进行检查。方法如下:首先将进路上的道岔移至定位, 正线信号继电器将吸起, 然后再将道岔移至反位, 此时正线信号继电器会落下, 最后再移至定位, 这样反复操作才能确保正线信号继电器联锁检查比较系统完善。因此, 模拟联锁关系之后, 对每一个信号机的正线信号继电器电路的联锁检查是必须要做的, 这样才能保证联锁检查能够排查系统的所有漏洞, 确保联锁检查后铁路系统运行正常而不存在隐患。

4结语

本文对正线信号继电器联锁检查在铁路系统中所存在的问题进行了简单的概述, 经过对问题的详细分析, 提出了改善联锁检查的方法, 有助于正线信号继电器在铁路系统中的正常运行, 从而保障铁路系统的安全可靠。

参考文献

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[4]张学哲.车站联锁导通试验的智能化[J].电气化铁道, 2004 (2) :29-30.

信号继电器 篇2

继电保护主要研究电力系统故障及威胁其安全运行的异常工况, 以探究相应的反事故自动化措施。在继电保护的发展过程中, 曾经主要使用有触点的继电保护来保护电力系统及其元件 (发电机、变压器、输电线路、母线等) 。光纤通道的设计和应用, 主要是为了保障网络系统更加通畅、稳定, 可以给更多的硬盘系统提供高端工作站、海量存储子网络、交换机、服务器等服务。光纤通道的使用极大地满足了集线器、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求, 也为更多的硬盘系统带来便捷。

2 光纤通道的优点和构成原理

2.1 通讯容量较大

随着我国电力系统的保护、控制、远动技术的发展, 通讯量增加是必然趋势。微波通道的通讯容量一般只有960路, 而对于由光缆构成的光纤通道, 当采用0.85 μm短波长时, 通讯容量可达到1 920路;当采用1 055 μm长波长时, 通讯容量可达到7 680路。

2.2 工作可靠性高

载波通道受到雷电和电力系统操作产生的电磁干扰较大, 其信号受到天气变化的影响较大, 严重时出现停滞状态。微波通道虽然受到电磁干扰较小, 但在较为恶劣的天气条件下, 信号衰落现象较大。而电磁干扰和天气变化却不能影响到光纤通道, 因此光纤通道的工作可靠性远远高于载波通道和微波通道, 这对于整个电力系统的稳定和正常工作十分重要。

2.3 光纤通讯系统结构

在光纤通讯信号的传输中, 正方向和反方向信号传输的结构一样。光纤通讯系统发端的电端机是比较常规的通讯发送设备, 其主要的作用是对信息的信号进行处理, 如调直和多路复用。一般在发端的光端机内部都有激光器或发光二极管, 其主要是作为光源存在, 用于将电信号调制到光信号上。然后将调制的光源输入到光纤, 向对端进行信号的传输。光信号在传输过程中, 会受到一定的影响, 而出现衰弱的现象, 因此需对光信号进行形状和强度的恢复, 一般要通过中继器对传输的光信号进行放大和调整, 然后再继续向前传输。中继器的工作原理主要是通过光检测器把光信号改变为电信号, 再经过放大调整后, 变成恢复好的光信号。

3 光纤通道和接口

目前, 我国在继电保护中, 已经普遍使用了光纤通道, 这种光纤继电保护主要由光纤、光发送器、光接收器等构成。

3.1 光发送器

光发送器一般采用铝石钕榴石激光器或砷镓铝发光二极管制成。它能够使电信号在通过光发送器时转化为光信号, 然后再进行输出。在我国发光二极管是一种比较常见的电光转换元件, 其技术的完备性和成熟性已经有目共睹, 使用寿命较长, 因而得到了普遍的应用。

3.2 光接收器

光接收器是由光电二极管构成的, 在光纤通道中具有十分重要的作用, 光信号只有通过光接收器才能转变为电信号, 然后再输出电信号。

3.3 光纤

光纤主要是通过光的传播对相应的信号进行传输。光纤的主要组成是空心的石英丝, 其直径较细, 和其他的光传输介质相比, 光纤能够传输高容量的信号。光纤采用石英为主要材料, 不但大大节省了金属材料, 还具有较强的耐腐蚀性、抗干扰性以及较好的防潮效果, 且其铺设工作较为方便, 因而光纤作为信号传递的通道, 具有较强的可靠性。

3.4 光纤保护接口技术

数字电流差动保护系统的构成如图1所示, 保护装置之间需要传递的信息有: (1) 采样值。继电保护装置一般需要对被保护对象 (元件或线路的电流、电压) 进行模拟采样和A/D模数转换, 变成二进制表示的瞬时值。 (2) 矢量。传送每相电流的矢量, 包含其实部和虚部2个部分。 (3) 开关量。包括远方跳闸开入、母差保护开入、TA断线和TV断线等信息。 (4) 控制命令。包含帧性质, 即本帧报文的类型或属性, 以及保护和起动元件逻辑状态、数据窗选择、三跳位置等开关量信息。 (5) 时刻信息。时刻信息一般标识当前帧报文和采样时刻的相应信息, 如当前报文中所包含的模拟量或数字量的采样时刻及采样标号。

综上所述, 光纤保护主要包含光纤电流差动保护、光纤距离保护、光纤方向保护以及光纤命令传输等装置, 光纤保护的类型不同, 决定了其传输通道的转变。一般情况下, 逻辑命令信号的传统通道, 如光纤距离、方向的保护等对光纤通道对称性基本无要求或要求较低, 在所有光纤的自愈环网以及传输通道中都能够正常工作。电流相量的实部和虚部以及瞬时值都是依靠光纤电流差动保护来进行相应的传输, 在两端的采样要同步进行, 以保证两端电流的相量和、相量差在同一个时间内, 从而保证动作电流和制动电流计算结果的准确性。

4 光纤作为继电保护的信号通道

采用光纤作为继电保护的信号通道, 在信号传输过程中, 由于距离较长, 为了确保信号的强度、形状和准确性, 都会隔一段距离设置一个中继器, 以调整信号。目前, 我国已普遍采用光纤作为继电保护的通道对信号进行传输, 其应用主要表现在以下几个方面: (1) 采用光纤作为电流纵差保护中的导引线; (2) 采用光纤作为电力系统机组保护装置中的通讯线, 主要出现在高频保护中对控制室以及载波机的保护上; (3) 光纤还可以作为微波保护中发射塔和保护装置之间的联络线, 是变电站或者控制室内的继电保护信号传输线。在对计算机多机进行保护时, 光纤是微机之间以及微机与各种测量或其他终端设备的连接线, 保证了数据的正常传输。在继电保护中采用光纤通道进行信号的传输, 能够最大限度地避免外部的电磁、天气状况等对通道的干扰, 从而有效地保证信号传输的通畅性和准确性, 在信息化高速发达的现代社会里表现出独具一格的优势。特别是在短线电流纵差保护中使用光纤通道, 能很好地缓解因感应电压、故障电流增大引起的过电压而对通道和设备造成的危害。因此, 国内外研究光纤通道在继电保护中应用首先是针对短线纵差保护。

5 光纤通讯系统的复用技术在继电保护中的使用

目前, 短线纵差保护依然是国内外研究光纤通道在继电保护中应用的首要问题, 对信号各路传输中的复用技术进行分析是研究短线电流纵差保护中光纤作用的前提。对继电保护中的各相电流进行传输时, 为了确保传输的准确性和保护性, 要通过分相比较、传输以及眺闸, 实现全过程传输保护。随着科学技术和计算机技术的快速发展, 光纤通道在电力系统和通讯系统中得到了广泛的应用, 这也使继电保护可以通过使用光纤以数字形式传输多路电流、电压信号, 同时也使在较长输电线路上应用分相电流纵差保护成为可能。

6 结语

综上所述, 与以其他介质为基础的通信方式相比, 光纤通信具有不可比拟的优越性。首先光纤通讯具有超级大的信息容量, 其次光纤通信不受自外部环境的电磁干扰和天气变化等的影响, 具有较强的稳定性和可靠性, 这些优点正是电力系统继电保护所需要的。因此, 在继电保护中应用光纤通道, 不但可以使继电保护具有更高的安全性和可靠性, 也对整个电力系统的安全运行提供了有力保障。

参考文献

[1]刘强.光纤通道在电力系统继电保护中的应用[J].广东水利电力职业技术学院学报, 2003 (1)

[2]张国雄.继电保护技术分析[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2009 (10)

信号继电器 篇3

1 函数分析

按照小波变换的实际特征, 我们在实验的过程中应该选择一个连续的函数 Ψ (x) 为平滑函数 θ (x) 在Q的导数, 信号f (x) 的小波变换在运行的过程中也就可以表达为f (x) 在某一尺度上被 θQ (x) 平滑之后在这一段当中形成的导数, 所以小波变换的模的极大值点也就是函数f (x) 的突变点。为了检测到局部放电脉冲, 首先选取的 ψ (x) 应为平滑函数 θs (x) 的一阶导数, 它具有一阶消失矩。因此用B_ 样条函数逼近连续小波变换, 构造出相应的小波少 ψ (x) 、尺度函数k (x) 、平滑函数 θ (x) 及其相应的滤波器传递函数:

对应的滤波器H、G的有限冲击响应见表1。

具体分解算法如下框图, 图中1中表示只取偶数位置的值。

2 局部放电信号的模拟

2.1局部放电脉冲。在经过了详细的理论和实测数据的分析之后发现局部放电脉冲上升的角度相对较大, 坡度也相对较陡, 所以在这一过程中我们可以采用下模式对局部放电脉冲进行更加科学合理的模拟。

在式中:U为放电电压, A为脉冲幅值, T0为脉冲峰值所对应的位置r为脉宽。在该研究当中, 归一化幅值的区间定在了0.4到1.0之间, 脉宽的取值为10us。2.2载波信号。在研究的过程中我们所应用的是正弦波, 正弦波的频率设置在了100k Hz, 同时在幅值设置的过程中也进行了较为严格的控制, 其数值为局部放电脉冲的20倍。2.3随机干扰信号。在研究的过程中, 工作人员采用了白噪声模拟的形式, 采样频率为2MHz, 在小波变换采样的过程中, 采样点的个数为2048。

3 局部脉冲特征的提取

4 结论

在进行了比较严格的数值模拟实验合格现场数据处理之后发现, 在局部放电信号特征提取工作中, 小波切换技术有着非常好的应用效果, 这种算法和方式一方面能够从较大的干扰当中对局部放电脉冲信号进行有效的检测和特征提取, 这样一来也就为之后的工作奠定了坚实的基础, 但是这一技术应该以何种方式加以应用还需要相关人员做更加详细的研究, 这也成为了研究人员今后努力的方向。

摘要：在电力系统运行的过程中, 局部放电在线检测一般采用的是脉冲电流的方法对当前的放电量进行全面的检测和分析, 但是设备在运行的过程中会受到很多因素的影响, 这样一来也就使得局部放在线监测工作无法顺利的进行, 随着科技的发展, 小波变换技术也逐渐的得到了应用。本文主要分析了小波变换用于高压电器局部放电信号特征提取, 以供参考和借鉴。

关键词：绝缘在线监测,局部放电,特征提取,小波分析

参考文献

[1]唐富华, 郭银景, 杨阳, 康景利.基于小波变换模极大的脉象信号研究[J].北京理工大学学报, 2005 (6) .

[2]魏斌, 唐跃进, 李敬东, 周羽生, 石晶.基于小波变换的脉冲信号的提取[J].高压电器, 2006 (4) .

[3]周雪松, 李显冰, 马幼婕.离散小波变换在电力系统故障检测中的应用[J].天津理工大学学报, 2008 (4) .

信号继电器 篇4

关键词：DSP,继电保护,数据采集,USB

随着电力行业的不断发展,目前国内使用的继电保护测试仪种类繁多,但是由于继电保护测试仪自身的性能直接影响着对继电保护装置的评价,因此测试仪的工作性能和稳定性尤为重要[1]。虽然DL/T624-1997《继电保护微机型试验装置技术条件》对继电保护试验装置提出了明确的要求,规定了定期检验周期和检验项目[2],但因为没有相关的检测规程或规范,也没有现成的检测装置,这为继电保护测试仪的验收和周检带来了一定的困难[3]。因此,需要这样一种数据采集装置来精确采集继电保护测试仪的各项数据,以便上位机对数据进行分析,从而对继电保护测试仪进行检定。

1 系统方案设计

本文设计的数据采集装置专门用于继电保护测试仪器各项数据的采集。设计选用DSP作为数据采集装置的核心控制器。系统硬件总体结构如图1所示。系统由电压、电流采样电路,信号放大,低通滤波,同步信号的获取与识别,直流取样,模/数转换电路以及通讯模块电路等组成。

本方案中,数据选择器选用AD公司生产的AD7502芯片。AD7502芯片为双四选一数据选择器,因此需要两片A/D转换器进行循环采样。模/数转换芯片选用的是TI公司推出的16位并行高速转换器ADS8515[4]。主控制芯片选用TI公司的数字信号处理器TMS320F2812[5]。TMS320F2812是32位定点高速数字处理器,最高工作频率150 MHz,该芯片采用改进的哈佛结构,片内有六条独立并行的数据和地址总线,极大地提高了系统的数据吞吐能力,32位的累加器、16位的硬件乘法器和输入、输出数据移位寄存器相结合,能快速地完成复杂的数值运算。因此TMS320F2812的计算速度非常高,可以满足系统的在线实时性要求。

在与上位机通讯时,综合各种因素,本方案选用USB总线技术实现。USB接口芯片选用Philips公司的ISP1581[6]。ISP1581是Philips公司推出的一款高性价比的USB 2.0接口芯片,它完全遵循USB 2.0规范,支持7个IN端点,7个OUT端点和一个固定控制IN/OUT端点。ISP1581支持USB 2.0的自检工作模式和USB 1.1的返回工作模式,可以在高速或全速条件下正常运行。ISP1581内部集成有串行接口引擎(SIE)、PIE、8 KB的FIFO存储器、数据收发器、PLL的12 MHz晶体振荡器和3.3 V的电压调整器。ISP1581与外部微控制器的通信主要通过一个高速通用并行接口来实现。它与微控制器的连接有两种模式:断开总线模式和通用处理器工作模式。在断开总线模式下,AD[7:0]为多路复用的8位地址/数据总线,DATA[15:0]为单独的DMA数据总线;在通用处理器工作模式下,AD [7:0]为单独的8位地址线,DATA[15:0]为16位控制器数据总线。此时,DMA将多路复用到DATA [15:0]控制器的数据总线上。本装置在硬件设计中将电路设计成通用处理器模式。

2 系统硬件设计

2.1 电压、电流采样电路设计

本系统采集三相电压、三相电流以及中性线的两路电压和电流信号。电压和电流的采样电路类似,电压采用电压互感器,电流采用电流互感器,通过运放OPA2277组成电压和电流采样电路[7]。电压采集电路如图2 所示。图2中,T1为电压互感器。电压互感器出来的信号通过OPA2277处理后送入数据选择器AD7502的S1输入引脚。其他7路电压和电流信号分别送入AD7502的另外7个输入引脚。

2.2 程控滤波电路设计

系统中选用数据选择器AD7502作为四路电压和四路电流信号的模拟开关。滤波电路选用OPA2277来实现,电路原理图如图3所示。其中,AD7502的A0,A1接DSP通用I/O口的GPIOB4,GPIOB5口,EN引脚接高电平。GPIOB4,GPIOB5输出不同值来控制AD7502不同通道的接通,从而将8路信号依次送入两片A/D转换器。

2.3 A/D转换电路与DSP接口电路的设计

A/D转换器是模/数转换电路中的核心器件,在整个测量系统中占有重要地位。如果模/数转换器的位数低时,将引起较大的测量误差,本装置选用德州仪器(TI)公司的A/D芯片ADS8515作模/数转换器。ADS8515是采样率为250 KSPS的16位并行A/D转换器,输入电压范围能达到±10 V。ADS8515属于逐次逼近寄存器型(简称SAR型)A/D转换器,这种结构的转换器通过输入的模拟信号与比较器逐次比较来输出数字信号,是目前应用最多的转换器类型。SAR型A/D转换器的功耗比较低,体积比较小,而且A/D内部通常具有采样保持器,它可以维持采样电压直到转换结束,且其转换速率很快。ADS8515和DSP的接口电路如图4所示。

由于TMS320F2812的I/O电压是3.3 V电平,而ADC则是5 V电平,因此需要电平转换芯片74LVC245来实现隔离功能[8]。ADS8515的控制是通过对片选信号CS、启动信号R/C以及对状态信号BUSY的查询来实现的。undefined,分别接DSP的中断信号引脚XINT1和通用I/O接口GPIOB0,GPIOB1。为了保证双DSP的同步采样,防止数据输出时两DSP数据的串扰,采用将另一个DSP的片选信号CS和启动信号R/C分别接DSP的通用I/O接口GPIOB2和GPIOB3的方法。这样可以保证双DSP同步采样,并依次读取两个A/D中的数据。

2.4 同步信号获取与识别电路设计

为了实现A/D转换器的交流同步采样,本方案的设计电路如图5所示。方案选用多个OPA2277和比较器MAX998来组成信号的获取与识别电路,从而克服了非整周期采样带来的频率泄露误差,实现严格的同步采样和等间隔采样。图5中,K3C为继电器,用作开关使用,用来通断选择获取的一路交流电压信号和一路交流电流信号。OPA2277组成放大和滤波电路。二极管D2,D3的作用是保护比较器MAX998,防止电压过大而击穿MAX998。

2.5 DSP系统的设计

DSP系统主要由DSP芯片、电源电路、时钟电路、仿真和测试电路组成。由于TMS320F2812的电源系统既有3.3 V的数字和模拟电源,又有1.8 V的数字电源,电源的安全和可靠是系统运行的根本保证,所以需要将常用的5 V电源转换成3.3 V和1.8 V电源。本设计选用TI公司的TPS767D318作为电源芯片,该芯片是专门为DSP的应用而设计的,可以提供3.3 V和1.8 V两路电压输出,其中每路输出均可提供最大为1 A的电流。TPS767D318同时具有电压监测功能。电源电路的设计如图6所示。此外,DSP的每个电源和地引脚不能悬空,数字模拟地要分离设计。

由于本系统对时序的要求比较敏感,所以本系统的时钟电路选用3.3 V工作电压的外部有源晶振。该有源晶振相对无源晶振信号质量更好,而且比较稳定,连接方式相对简单。通常的用法是:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。

在对DSP系统进行硬件仿真时,可以通过JTAG边界扫描接口对DSP内部的数据存储器、程序存储器和控制寄存器进行在线监控,并能在TMS320F2812的开发环境CCS中把程序下载到DSP芯片进行硬件仿真。JTAG接口的原理图如图7所示。

2.6 通讯模块设计

目前,数据采集系统多以ISA,EISA或PCI插卡的形式完成数据的传输,这些方式存在着开发调试比较困难、安装麻烦以及通用性和可移植性差等缺点,而且PC机上的插槽数量、地址、终端资源有限,导致这种方式的可扩展性差。目前,广泛应用的USB总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点,已成为计算机接口的主流。本文选用专用的USB接口芯片来完成DSP与PC机的数据传输[9]。USB 2.0芯片选用Philips公司的ISP1581。ISP1581与TMS320F2812的连接电路图如图8所示。ISP1581在上电时,通过BUS_CONF,MODE0,MODE1对接口进行设置,本设计中BUS_CONF通过电阻连接至高电平,ISP1581工作在通用处理器模式,AD[0~7]是8位地址总线,DATA[0~15]是独立的数据总线。MODE0设为1,因此读写选通信号为8051类型。TMS320F2812的XCS0AND1作为ISP1581的片选信号。RREF引脚通过12 kΩ的精密电阻接地,提供精确的镜像电流。RPU引脚通过1.5 kΩ电阻器上拉[10]。

3 结 语

研制了一种基于DSP技术的继电保护测试仪信号采集装置,以便检定继电保护测试仪的性能指标是否满足设计要求。文中重点介绍了数据采集装置的整体架构、基于DSP的数据采集装置的硬件组成和电路设计。该数据采集装置可以精确采集继电保护测试仪的各项数据,为继电保护测试仪的检定装置奠定了技术基础。

参考文献

[1]金明,兰勇,袁博强.微机型继电保护测试装置的功能与现状[J].继电器,2001,29(3):1-4,46.

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[9]萧世文.USB 2.0硬件设计[M].北京:清华大学出版社,2004.