NUs系統(tǒng)選線下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

   1.功能

    FTU下位機(jī)程序的功能主要是完成采集電壓、電流的實(shí)時(shí)信號(hào),對(duì)NUS利用的是穩(wěn)態(tài)基波量,所以按⒓點(diǎn)采樣即可,并按照傅里葉算法計(jì)算%值,判斷其是否大于整定值,一旦大于表示發(fā)生故障,延遲幾秒后,停止采樣,保存穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)等待子站下發(fā)命令索要。

   2.結(jié)構(gòu)

    軟件編程采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法,主要由3塊組成:系統(tǒng)初始化部分、采樣啟動(dòng)判斷部分和通信部分。系統(tǒng)初始化部分主要完成以下I作:配置存儲(chǔ)空間〈設(shè)置器件工作模和等待狀態(tài)、初始化異步串行口(包括設(shè)置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、有無奇偶校驗(yàn)、奇/偶校驗(yàn)選擇、停止位個(gè)數(shù)及率)、設(shè)定采樣工作模式、初始化定時(shí)器并確定時(shí)間間隔、開中斷等。

    采樣啟動(dòng)判斷部分是田U程序的核心部分。

    由于每個(gè)MAⅩ1笏有8個(gè)通道,現(xiàn)只需要保持一個(gè)周波的采樣數(shù)據(jù),所以在RAM中開辟的數(shù)組空間的大小為32點(diǎn)×8通道×1周波=笏6,考慮一定的裕度,可取280。MAⅩ1笏引腳經(jīng)CPLD邏輯處理后接至TM“⒛”“外部中斷1(INT1),A-D轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生中斷,CPU響應(yīng)中斷啟動(dòng)中斷服務(wù)子程序,讀取各通道轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)的數(shù)組空間,在中斷服務(wù)子程序中,每次都將本次讀人的零序電壓數(shù)據(jù)與%數(shù)組空間中保存的前31個(gè)數(shù)據(jù)按照如下的傅里葉算法對(duì)離散的這32點(diǎn)采樣值進(jìn)行運(yùn)算,則零序電壓基波的實(shí)部和虛部分別為式中 Ⅳ―――個(gè)周期r中的采樣點(diǎn)數(shù),現(xiàn)采用32點(diǎn)采樣,所以第乃個(gè)采樣值。由于⒚06為定點(diǎn)DSP芯片,在實(shí)現(xiàn)該算法時(shí),多次調(diào)用⒍n、c∞函數(shù)就要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,從而會(huì)引起波形畸變失真,為此將32個(gè)的cos衛(wèi)和⒍n型首先計(jì)算出來,作為常數(shù)系數(shù)放到一個(gè)數(shù)組中,以解決定點(diǎn)與函數(shù)調(diào)用的矛盾;另外,由于為以二進(jìn)制表示的采樣數(shù)據(jù),其值相對(duì)于最大值只有1的⒍n、c∞函數(shù)來說大很多,為減小計(jì)算誤差,計(jì)算出的⑽竿和蚰竿常數(shù)值統(tǒng)一乘以10OO后再存放于數(shù)組中;這樣的兩個(gè)處理保證了%的準(zhǔn)確計(jì)算。 

    中斷服務(wù)子程序流程如圖⒎23所示。

    變量含義說明:程序中定義了3個(gè)標(biāo)志變量COUNT1、COUN”、COUNγ,其中COUNTl是靜態(tài)存儲(chǔ)變量,初值為0,COUN”和COUN弘是全局變量,初值均為1。COUNT1用于記載%大于整定值后為獲取穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)而延后的bOO個(gè)點(diǎn);COUNγ=2時(shí)表示%大于了整定值,發(fā)生了故障;

COUN”=2表示此時(shí)不再進(jìn)行采樣,保存在數(shù)組中數(shù)據(jù)就是已經(jīng)延后6CXl個(gè)點(diǎn)了的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。