一种高压固态软起动器的监控装置和方法与流程

本发明涉及高压电机起动技术领域，具体涉及一种高压固态软起动器的监控装置和方法。

背景技术：

大中型高压电机直接起动时会产生很大的冲击电流，通常可达额定电流的4～8倍，最大时甚至可达额定电流的10倍。这样大的起动冲击电流一方面会使电机的定子绕组发热，引起电机损伤；另一方面会对供电电网造成污染，导致电网电压跌落，影响其它设备的正常运转。此外，大中型高压电机直接起动会对电机传动系统产生较大的起动转矩冲击，会对系统中的齿轮和传送带等装置造成损害。为此，需要对电机的起动加以控制，限制其起动电流。

高压固态软起动器以可控硅(scr，siliconcontrolledrectifier)作为功率器件，具有电压连续可调、价格相对低廉以及使用简单等优势，并且具有许多辅助功能，在高压异步电动机起动控制中获得了广泛应用。一般地，常见的高压固态软起动器控制器中有两个数字信号处理器(dsp，digitalsignalprocessor)和一个超大规模集成电路可编程器件(如cpld，complexprogrammablelogicdevice，复杂可编程逻辑器件，或fpga，field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)，其中一个dsp在系统中起监控、保护、通讯和显示等的作用，另一个dsp起实现软起动控制算法的作用，fpga起产生晶闸管触发信号、晶闸管状态回报信息和系统开关量通讯的作用。但是，在实际的应用中发现某些情况下会使dsp出现“死机”的现象。在这种情况下，如果系统得不到有效的监控和复位，会使系统在软起动过程中失控，导致电机起动失败，甚至会烧坏晶闸管和电机。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的高压固态软起动器的监控装置和方法。

依据本发明的一个方面，提供了一种高压固态软起动器的监控装置，包括：中断监控模块、累加模块、判断模块、控制模块；

所述中断监控模块，用于在所述高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息并发送给所述累加模块；

所述累加模块，用于预设一初始判断值，当接收到的中断触发信息满足累加条件时，在初始判断值基础上累加预设的固定值作为新的判断值；

判断模块，用于预设一判断阈值，当满足预设的时间条件时，从所述累加模块获取最新一次得到的判断值，若获取的判断值不大于所述判断阈值，则判断所述目标数字信号处理器工作异常；

所述控制模块，用于在所述判断模块每完成一次判断时，将所述累加模块中的判断值重置为初始判断值。

可选地，所述中断监控模块，具体用于在所述高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器第2n次进入中断响应程序时，向所述累加模块发送第一预设值；在所述目标数字信号处理器第2n+1次进入中断响应程序时，向所述累加模块发送第二预设值；n为自然数；

所述累加模块，具体用于在从所述中断监控模块接收的数据与上一次从中断监控模块接收的数据不一致时，在初始判断值基础上累加预设的固定值作为新的判断值。

可选地，所述装置还包括：复位模块；

所述判断模块，还用于在判断所述目标数字信号处理器工作异常时，向所述复位模块发送复位信号；

复位模块，用于在接收到所述判断模块发送的复位信号时，将所述目标数字信号处理器进行复位。

可选地，所述中断监控模块包括多个监控子模块，每个监控子模块对应一个目标数字信号处理器；

所述累加模块包括多个累加子模块，每个累加子模块对应一个监控子模块；

所述判断模块，用于在从任一个累加子模块获取的判断值不大于所述判断阈值时，向复位模块发送复位信号；

所述复位模块，用于在接收到所述判断模块发送的复位信号时，将所有目标数字信号处理器进行复位；

所述控制模块，用于在在所述判断模块每完成一次判断时，将每个累加子模块中的判断值重置为初始判断值。

可选地，该装置还包括：

定时计数器，用于预设一初始时间值，以预设的时钟频率在所述初始时间值基础上累加，当累加得到的时间值达到预设时间值时，向所述判断模块发送满足预设时间条件的信号，并将当前时间值重置为初始时间值。

依据本发明的另一方面，提供了一种高压固态软起动器的监控方法，包括：

在所述高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息；

预设一初始判断值，当生成的中断触发信息满足累加条件时，在初始判断值基础上累加预设的固定值作为新的判断值；

预设一判断阈值，当满足预设的时间条件时，判断最新一次得到的判断值是否大于所述判断阈值，若不大于，则判断所述目标数字信号处理器工作异常；

每完成一次判断时，将判断值重置为初始判断值。

可选地，所述在所述高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息包括：

在所述高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器第2n次进入中断响应程序时，将第一预设值作为生成的中断触发信息；在所述目标数字信号处理器第2n+1次进入中断响应程序时，将第二预设值作为生成的中断触发信息；n为自然数；

所述累加条件为：本次的中断触发信息与上一次的中断触发信息不一致。

可选地，所述方法还包括：

在判断所述目标数字信号处理器工作异常时，产生复位信号；

根据所述复位信号将所述目标数字信号处理器进行复位。

可选地，所述目标数字信号处理器有多个，对每个目标数字信号处理器，都执行在其进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息至判断其是否工作异常的步骤；

在任一个目标数字信号处理器工作异常时，产生复位信号，根据所述复位信号将所有目标数字信号处理器进行复位；

每完成一次判断时，将所有判断值均重置为对应的初始判断值。

可选地，该方法还包括：

预设一初始时间值，以预设的时钟频率在所述初始时间值基础上累加，当累加得到的时间值达到预设时间值时即为满足预设的时间条件；

将当前时间值重置为初始时间值。

由上述可知，本发明的技术方案，通过在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时生成相应的中断触发信息，若中断触发信息满足了累加条件，则在初始判断值基础上进行累加，在满足预设的时间条件时判断最新一次得到的判断值是否大于预设的判断阈值，若小于或等于预设的判断阈值，那么说明相应的目标数字信号处理器在这段时间内出现了异常，可以后续对其进行复位等处理。该技术方案可以根据合理且简洁的判断逻辑监控高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器的工作状况，当目标数字信号处理器受到干扰或者程序“跑飞”导致其“死机”时，能够及时获知。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了一种高压固态软起动器的电路结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的一种高压固态软起动器的监控装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的高压固态软起动器的控制器中双dsp与fpga连接的示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的一种高压固态软起动器的监控方法的流程示意图；

图5示出根据本发明一个实施例的由dsp向fpga发送中断触发信息的流程示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的高压固态软起动器中fpga的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了一种高压固态软起动器的电路结构示意图。如图1所示，高压固态软起动器包括三相阀组、电磁触发电路及传输光纤、电源侧接触器、旁路接触器、三相电压检测电路、三相电流检测电路(ct1、ct2、ct3)、电源及信号综合处理电路、控制器、人机界面系统。控制器可以以双dsp和超大规模集成电路可编程器件(cpld或fpga)为核心，根据检测到的电压和电流、面板按钮信号或者远程控制信号及相关参数，进行电机起动、停机和保护控制。

本发明的技术方案可以应用于高压固态软起动器的控制器，更为具体地，可以监控控制器中dsp的工作状况。

图2示出了根据本发明一个实施例的一种高压固态软起动器的监控装置的结构示意图，如图2所示，高压固态软起动器的监控装置200包括：中断监控模块210、累加模块220、判断模块230、控制模块240。

中断监控模块210，用于在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息并发送给累加模块220。

累加模块220，用于预设一初始判断值，当接收到的中断触发信息满足累加条件时，在初始判断值基础上累加预设的固定值作为新的判断值。

判断模块230，用于预设一判断阈值，当满足预设的时间条件时，从累加模块220获取最新一次得到的判断值，若获取的判断值不大于判断阈值，则判断目标数字信号处理器工作异常。

高压固态软起动器的控制器的目标dsp在正常工作过程中，在一段时间内进入中断响应程序的次数是可控的，在一段时间内累加的判断值实际上就是在这段时间内目标dsp进入中断响应程序的次数。如果目标dsp在这段时间内出现了工作异常，那么也就是进入中断响应程序后未能恢复工作，那么累加得到的判断值必然是小于正常工作情况下能够得到的判断值，因此可以判断出目标dsp工作异常。

控制模块240，用于在判断模块230每完成一次判断时，将累加模块220中的判断值重置为初始判断值。

可见，图2所示的装置，通过在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时生成相应的中断触发信息，若中断触发信息满足了累加条件，则在初始判断值基础上进行累加，在满足预设的时间条件时判断最新一次得到的判断值是否大于预设的判断阈值，若小于或等于预设的判断阈值，那么说明相应的目标数字信号处理器在这段时间内出现了异常，可以后续对其进行复位等处理。该技术方案可以根据合理且简洁的判断逻辑监控高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器的工作状况，当目标数字信号处理器受到干扰或者程序“跑飞”导致其“死机”时，能够及时获知。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，中断监控模块210，具体用于在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器第2n次进入中断响应程序时，向累加模块220发送第一预设值；在目标数字信号处理器第2n+1次进入中断响应程序时，向累加模块220发送第二预设值；n为自然数；累加模块220，具体用于在从中断监控模块接收的数据与上一次从中断监控模块接收的数据不一致时，在初始判断值基础上累加预设的固定值作为新的判断值。

上述实施例中的中断监控模块210可以利用相应的目标dsp进行实现，累加模块220可以利用与目标dsp连接的fpga进行实现。图3示出了根据本发明一个实施例的高压固态软起动器的控制器中双dsp与fpga连接的示意图。如图3所示，dsp1和dsp2是高压固态软起动器的控制器中实现其正常功能的两个dsp，也就是属于本发明所要监控的dsp。在此基础上，以dsp1为例，其连接到fpga的地址总线，并在自身产生中断事件，进入中断响应程序时，总是选中特定的地址总线address1(图中所示dsp1的addr_bus与addr_bus1之间的连接)，并向数据总线发送数据(图中所示dsp1的data_bus与data_bus1之间的连接)；同样对于dsp2，其也连接到fpga的地址总线，并在自身产生中断事件，进入中断响应程序时时，总是选中特定的地址总线address2(图中所示dsp2的addr_bus与addr_bus2之间的连接)，并向数据总线发送数据(图中所示dsp1的data_bus与data_bus2之间的连接)。而fpga以较快的频率查询和dsp1相连接的地址总线，当特定地址address1被选中时，读取fpga和dsp1相连接的数据总线上的数据，将读取到的数据赋给data1。与此同时，在fpga中，以较快的频率查询和dsp2相连接的地址总线，当特定地址address2被选中时，读取fpga和dsp2相连接的数据总线上的数据，将读取到的数据赋给data2。由于fpga不包含中断机制，因此在实际操作中，可以在dsp1第1次进入中断响应程序时，向fpga发送0，第2次进入中断响应程序时，向fpga发送1，第3次进入中断响应程序时，向fpga发送0……以此类推，这样相邻两次发送的数据就会产生上升沿或者下降沿，就可以作为累加模块220的触发信号。对于dsp2也可以做相应的设置。由于现有的高压固态软起动器的控制器中，一般包含的dsp有两个，因此在本例中对目标dsp个数为2的情况做了介绍，当然，对于目标dsp有一个或更多个的情况，也可以很容易得到相应的实施方式，在此就不一一赘述了。特别地，对于目标dsp为多个的情况，中断监控模块210可以包括多个监控子模块，每个监控子模块对应一个目标dsp；累加模块220也可以包括多个累加子模块，每个累加子模块对应一个监控子模块，也就是对应一个目标dsp。而控制模块240，则用于在在判断模块230每完成一次判断时，将每个累加子模块中的判断值重置为初始判断值。具体地，每个监控子模块可以由fpga中的计数器来实现。

图3中，fpga还通过reset引脚分别与dsp1和dsp2进行连接，也就是在前述实施例的基础上，当判断目标dsp工作异常时，可以自动对其进行复位。因此在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：复位模块250(同样在图2中进行了示出)；判断模块230，还用于在判断目标数字信号处理器工作异常时，向复位模块250发送复位信号；复位模块250，用于在接收到判断模块230发送的复位信号时，将目标数字信号处理器进行复位。需要注意的是，在仅有一个目标dsp时，判断其工作异常，那么就向其发送复位信号即可；在目标dsp有多个时，如果任一个目标dsp工作异常，那么由于reset引脚与所有目标dsp相连，则向所有的目标dsp发送复位信号。

由于可以在发现目标dsp工作异常时，及时使其复位，避免了高压固态软起动器在异常情况下继续运行而产生的危害，增强了高压固态软起动器的鲁棒性。

在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：定时计数器，用于预设一初始时间值，以预设的时钟频率在初始时间值基础上累加，当累加得到的时间值达到预设时间值时，向判断模块发送满足预设时间条件的信号，并将当前时间值重置为初始时间值。

例如，在fpga上设置这样的定时计数器，根据特定时钟频率依次累加，当达到了设定时间时，定时计数器溢出，自动清零，这样就可以依次循环。在每一次达到设定时间时就是满足了预设的时间条件。

图4示出了根据本发明一个实施例的一种高压固态软起动器的监控方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括：

步骤s410，在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息。

步骤s420，预设一初始判断值，当生成的中断触发信息满足累加条件时，在初始判断值基础上累加预设的固定值作为新的判断值。

步骤s430，预设一判断阈值，当满足预设的时间条件时，判断最新一次得到的判断值是否大于判断阈值，若不大于，则判断目标数字信号处理器工作异常。

步骤s440，每完成一次判断时，将判断值重置为初始判断值。

可见，图4所示的方法，通过在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时生成相应的中断触发信息，若中断触发信息满足了累加条件，则在初始判断值基础上进行累加，在满足预设的时间条件时判断最新一次得到的判断值是否大于预设的判断阈值，若小于或等于预设的判断阈值，那么说明相应的目标数字信号处理器在这段时间内出现了异常，可以后续对其进行复位等处理。该技术方案可以根据合理且简洁的判断逻辑监控高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器的工作状况，当目标数字信号处理器受到干扰或者程序“跑飞”导致其“死机”时，能够及时获知。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息包括：在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器第2n次进入中断响应程序时，将第一预设值作为生成的中断触发信息；在目标数字信号处理器第2n+1次进入中断响应程序时，将第二预设值作为生成的中断触发信息；n为自然数；累加条件为：本次的中断触发信息与上一次的中断触发信息不一致。

类似前面装置实施例中示出的，可以以高压固态软起动器的控制器中的目标dsp和fpga为基础实施该方法。图5示出根据本发明一个实施例的由dsp向fpga发送中断触发信息的流程示意图。如图5所示，若不产生中断事件那么自然不生成中断触发信息；如果产生了中断事件，那么判断是第几次进入中断响应程序，如果是偶数次则发0，如果是奇数次则发1。具体发送的中断触发信息可以自由选择，只要确保相邻两次的中断触发信息不一致，可以产生上升沿或者下降沿保证fpga触发累加即可。

在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：在判断目标数字信号处理器工作异常时，产生复位信号；根据复位信号将目标数字信号处理器进行复位。

由于可以在发现目标dsp工作异常时，及时使其复位，避免了高压固态软起动器在异常情况下继续运行而产生的危害，增强了高压固态软起动器的鲁棒性。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，目标数字信号处理器有多个，对每个目标数字信号处理器，都执行在其进入中断响应程序时，生成相应的中断触发信息至判断其是否工作异常的步骤；在任一个目标数字信号处理器工作异常时，产生复位信号，根据复位信号将所有目标数字信号处理器进行复位；每完成一次判断时，将所有判断值均重置为对应的初始判断值。

由于现有的高压固态软起动器的控制器中，一般包含的dsp有两个，因此在上述例子中对目标dsp个数为2的情况做了介绍，当然，对于目标dsp有一个或更多个的情况，也可以很容易得到相应的实施方式，在此就不一一赘述了。

在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：预设一初始时间值，以预设的时钟频率在初始时间值基础上累加，当累加得到的时间值达到预设时间值时即为满足预设的时间条件；将当前时间值重置为初始时间值。

图6示出了根据本发明一个实施例的高压固态软起动器中fpga的工作流程示意图。如图6所示，fpga首先判断定时计数器(实现预设一初始时间值，以预设的时钟频率在初始时间值基础上累加，当累加得到的时间值达到预设时间值时溢出且自动清零)是否溢出，若没有，那么说明还没有达到预设的时间条件，判断目标dsp发送的数据是否发生跳变(上升沿或者下降沿)，若有才使与其该目标dsp对应的监控计数器执行累加。当判断定时计数器溢出，也就是满足了预设的时间条件时，判断监控计数器中的最新一次得到的判断值是否大于预设的判断阈值，若是则将复位标识reset赋值为0，否则赋值为1(0对应于不发出复位信号。1对应于发出复位信号)。最后判断是否所有的复位标识reset1、reset2……是否都为0(每个复位标识对应于一个目标dsp)，若不是，说明有目标dsp工作异常，那么fpga向所有目标dsp发出复位信号。

上述方法实施例由于可以以高压固态软起动器的控制器中的目标dsp和fpga为基础实施，而前述装置实施例中已经详细叙述了相应的具体实施方式，在此就不赘述了。

综上所述，本发明的技术方案，通过在高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器进入中断响应程序时生成相应的中断触发信息，若中断触发信息满足了累加条件，则在初始判断值基础上进行累加，在满足预设的时间条件时判断最新一次得到的判断值是否大于预设的判断阈值，若小于或等于预设的判断阈值，那么说明相应的目标数字信号处理器在这段时间内出现了异常，可以后续对其进行复位等处理。该技术方案可以根据合理且简洁的判断逻辑监控高压固态软起动器的控制器的目标数字信号处理器的工作状况，当目标数字信号处理器受到干扰或者程序“跑飞”导致其“死机”时，能够及时获知，以及在发现目标dsp工作异常时，及时使其复位，避免了高压固态软起动器在异常情况下继续运行而产生的危害，增强了高压固态软起动器的鲁棒性。

需要说明的是：

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的高压固态软起动器的监控装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。