专利名称：发电机励磁调节装置的外设管理器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机的控制装置，尤其是涉及一种发电机励磁调节装置的外设管理器。属于电力自动化技术领域。
背景技术：
在发电机励磁调节过程中，常常需要完成各种外部设备的控制及信息处理，包括模拟量采集、开入开出、周期相位测量、同步捕捉、脉冲触发、脉冲检测以及现场监视等。目前，为了完成这类外设管理，需要多种逻辑接口电路，这就增加了装置的复杂性，使之调试难度大、不易维护且扩展性差；同时，外设任务具有突发性和频发性的特点，若均直接与CPU相关联，将大大降低CPU的效率，降低CPU体系的稳固性，影响发电机励磁调节装置的安全可靠运行。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用可编程逻辑器件作为管理器的实物载体的发电机励磁调节装置的外设管理器，从而提高励磁调节装置的运行可靠性。
目前，大规模可编程逻辑器件具有众多优点，其容量大，应用比较灵活，电路配置简单，全硬件的操作方式可以满足设备的全速运行。如果能将励磁调节中涉及到的外设控制部分尽可能的集成起来，由可编程逻辑器件实现统一调度管理，那将大量取消原先的各种逻辑接口电路，简化装置电路结构，同时使CPU摆脱频繁的外部事务中断，专注于励磁调节规律的运算，提高CPU体系的稳固性，进而大大提高励磁调节装置的可靠性。
为了解决现有技术的不足，根据上述设计思想，本发明是通过以下的技术方案来实现的一种发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于其基于可编程逻辑器件，包括8个功能模块以及3个分址RAM，所述的8个功能模块分别为同步采样模块1、周期相位测量模块2、开入采样模块3、脉冲生成模块4、脉冲检测模块8、逻辑组合模块9、CPU监视模块10和AD监视模块11。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的同步采样模块1能根据被测信号的周期进行多点同步采样控制，采样结果保存在RAM5中，中断信号由该单元给出，多次采样后给出中断，使CPU 12统一处理。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的多次采样后给出中断，其中断频率可以根据需要进行调整。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的周期相位测量模块2可进行多路3相信号的周期及相位测量，测量结果由中断信号控制保存至RAM 6中，并可提供给其它功能模块。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的开入采样模块3采用总线分时复用的方法由中断信号控制对开入信号进行定时采样，并将采样结果保存至RAM 6中。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的脉冲生成模块4可同时捕捉6相同步换相点，根据捕捉结果及触发角生成6相触发单脉冲。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的逻辑组合模块9将6相单脉冲按全控桥的触发逻辑组合成6相双脉冲，输出至放大电路13。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的脉冲检测模块8测量放大电路13回送的6相双脉冲的实际送出角度，并和与之对应相的应发角度一起保存至RAM 7中。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的CPU监视模块10通过监视CPU 12的定时访问及写入的数据，判断CPU 12是否程序死机，以给出切换信号；所述的AD监视模块11通过监视外设AD芯片的响应脉冲是否存在、脉宽是否正常来判断AD芯片工作是否正常。
前述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的3个分址RAM中，分址RAM 5保存历史采样值，分址RAM 6保存周期、相位值以及开入量，分址RAM 7保存6相触发角的应发值及其对应的检测值；3个分址RAM由CPU 12统一进行读写操作。
本发明的有益效果是本发明可以显著降低CPU的中断密度及事务负担，简化装置硬件逻辑结构，提高装置可靠性和CPU体系的稳固性，便于使用、维护和升级。
图1为本发明的发电机励磁调节装置的外设管理器在FPGA上实现的一个实施例的示意图。
具体实施例方式
图1为本发明的发电机励磁调节装置的外设管理器在FPGA上实现的一个实施例的示意图。以下结合附图对本发明作具体的介绍。
如图1所示，本发明共包括8个独立功能模块和3个分址RAM。8个功能模块分别为同步采样模块1、周期相位测量模块2、开入采样模块3、脉冲生成模块4、脉冲检测模块8、逻辑组合模块9、CPU监视模块10和AD监视模块11。同步采样模块1能根据被测信号的周期进行多点同步采样控制，其采样率由被测信号的周期实时转换所得，采样结果保存在RAM 5中，中断信号由该单元给出，中断密度可根据要求进行调整，多次采样后给出中断，使CPU 12统一处理。周期相位测量模块2可进行多路3相信号的周期及相位测量，其中传输至同步采样模块1的信号周期值是其根据被测信号的重要等级而自主选择的，这样即使一部分待测信号消失，同步采样模块1仍然能保持同步工作，周期相位测量模块2的测量结果由中断信号控制保存至RAM 6中，同时其结果可提供给其它功能模块；为减少数据总线数量，开入采样模块3采用总线分时复用的方法由中断信号控制对开入信号进行定时采样，并将采样结果保存至RAM 6中；脉冲生成模块4可根据输入的三相同步方波信号，同时捕捉6相同步换相点，将该6相换相点滞后CPU给出的触发角，即根据捕捉结果及触发角得到6相触发单脉冲；逻辑组合模块9将脉冲生成模块4产生的6相单脉冲按全控桥的触发逻辑组合成6相双脉冲，输出至放大电路13；脉冲检测模块8独立测量每一相回送的双脉冲的实际角度，并和该测量相的应发角度一起保存至RAM 7中；CPU12接收到中断信号后会依次读取所有的RAM并给出触发角。CPU监视模块10通过监视CPU 12的定时访问及写入的数据，判断CPU 12是否程序死机，以给出切换信号；AD监视模块11通过监视外设AD芯片的响应脉冲是否存在以及脉宽是否正常来判断AD芯片工作是否正常。3个分址RAM 5、6、7由CPU12统一进行读写操作，RAM 6和RAM 7由中断信号控制进行数据刷新。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于其基于可编程逻辑器件，包括8个功能模块以及3个分址RAM，所述的8个功能模块分别为同步采样模块(1)、周期相位测量模块(2)、开入采样模块(3)、脉冲生成模块(4)、脉冲检测模块(8)、逻辑组合模块(9)、CPU监视模块(10)和AD监视模块(11)。
2.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的同步采样模块(1)能根据被测信号的周期实现多点同步采样，多次采样后给出中断，使CPU(12)统一处理。
3.根据权利要求2所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的多次采样后给出中断，其中断频率可以根据需要进行调整。
4.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的周期相位测量模块(2)可进行多路3相信号的周期及相位测量，并可提供给其它功能模块。
5.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的开入采样模块(3)采用总线分时的复用方法对开入信号进行定时采样。
6.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的脉冲生成模块(4)可同时捕捉6相同步换相点，根据捕捉结果及触发角生成6相触发单脉冲。
7.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的逻辑组合模块(9)将6相单脉冲按全控桥的触发逻辑组合成6相双脉冲输出至放大电路(13)。
8.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的脉冲检测模块(8)测量放大电路13回送的6相双脉冲的实际送出角度，并和与之对应相的应发角度一起保存至RAM(7)中。
9.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的CPU监视模块(10)监视CPU(12)是否程序死机，所述的AD监视模块(11)监视AD芯片工作是否正常。
10.根据权利要求1所述的发电机励磁调节装置的外设管理器，其特征在于所述的3个分址RAM中，分址RAM(5)保存历史采样值，分址RAM(6)保存周期、相位值以及开入量，分址RAM(7)保存6相触发角的应发值及其对应的检测值；3个分址RAM由CPU(12)统一进行读写操作。
全文摘要
本发明涉及一种发电机励磁调节装置的外设管理器，其基于可编程逻辑器件，对同步及其它信号进行测频测相位，同步采样模块根据测频结果进行同步采样控制及中断信号的发出，周期相位测量模块、开入采样模块由中断信号控制将数据刷新至各自RAM中，脉冲生成模块生成6相单脉冲，通过逻辑组合模块输出6相双脉冲至放大电路，再回送至脉冲检测模块，以6相单脉冲为基准测量各相回送双脉冲的滞后角度，保存至RAM中，CPU接收到中断信号后会依次读取所有的RAM并给出触发角，CPU监视模块和AD监视模块可以监视CPU及AD芯片的异常行为。本发明可以显著降低CPU的中断密度及事务负担，简化装置硬件逻辑结构，提高装置可靠性，便于使用、维护和升级。
文档编号G05B19/05GK101056083SQ200710021828
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者朱红伟, 施一峰, 单华鹏, 彭钢 申请人:国电南京自动化股份有限公司