基于铁电存储器的励磁装置智能数据存储单元及工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统同步发电机励磁控制装置数据存储技术领域，尤其涉及一种基于铁电存储器的励磁装置智能数据存储单元及工作方法。
【背景技术】
[0002]传统的半导体存储器可以分为两类一易失性和非易失性。易失性的存储器包括静态存储器SRAM和动态存储器DRAM。SRAM和DRAM存储器易于使用、性能好，可在掉电的时候均会失去所保存的数据。非易失性存储器在掉电的情况下并不会丢失所存储的数据，然而所有的主流非易失性存储器均源自于只读存储器(ROM)技术，所有由ROM技术研发出的存储器都具有写入信息困难的特点，这些技术包括有EPROM、EEPROM和Flash。这些存储器不仅写入速度慢，而且只能有限次的擦写，同时写入时功耗大。现有励磁装置多采用性EEPROM或FLASH等非易失性存储器存储参数，受其容量、读写速度、读写次数的限制，很难满足现代励磁系统的新要求。
[0003]现代励磁系统要求具有故障录波和开关量追忆等功能，这就需要大容量的可以掉电保存的存储器，用来存储故障时的各种开关量和模拟量，以便之后用来故障显示和分析。传统的半导体存储器已不能满足实际的需要，所以研究采用一种新的存储器一铁电存储器(FRAM)为核心的励磁装置智能数据存储单元成为一种需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于铁电存储器的励磁装置智能数据存储单元，容量大、读写速度快、功耗低。
[0005]本发明为实现上述目的，采用以下技术方案:
一种基于铁电存储器的励磁装置智能数据存储单元，其特征在于:包括堵MCU微控制器、液晶显示模块、键盘模块、时钟模块、第一存储模块、第二存储模块、第一 CAN通讯模块、第二 CAN通讯模块、RS485通讯模块以及RS232通讯模块；所述第一 CAN通讯模块和第二 CAN通讯模块与励磁装置其他部分构成双CAN网络通讯，采集来的数据传送给MCU微控制器，微控器模块发送的数据通过CAN第一通讯模块和第二 CAN通讯模块发送给励磁装置的其他部分;
所述第一存储模块采用铁电存储器FM22L16为核心芯片，与微控制器MCU通过标准工业并口连接，相互交换数据，存储微控制器处理过的模拟量信息；
所述第二存储模块采用铁电存储器FM25L256为核心芯片，与微控制器模块通过SPI总线连接，相互交换数据，存储微控制器处理过的开关量信息；
所述时钟模块与MCU微控制器通过SPI总线连接，MCU微控制器采集时钟模块产生的时间标签，与模拟量数据和开关量数据一同存到相应的存储器模块；
所述液晶显示模块和键盘模块，构成有好的人机界面，用于实时显示第一 CAN通讯模块和第二 CAN通讯模块采集的数据，查看第一存储模块和第二存储模块保存的数据，对其他模块运行进行相关的设置；
所述RS485通讯模块，采用标准的MODBUS通讯协议，与电站DCS系统通讯，相互交换数据；
所述RS232通讯模块，采用标准的MODBUS通讯协议，与调试计算机通讯，计算机可以通过RS232通讯模块查询第一存储模块和第二存储模块存储的数据。
[0006]优选地，所述MCU微控制器采用飞思卡尔MC9S12微控制器。
[0007]—种基于铁电存储器的励磁装置智能数据存储单元的工作方法，其特征在于:包括如下步聚:
I)通过第一 CAN通讯模块和第二 CAN通讯模块采集励磁装置其他各个节点的数据，数据传送给MCU微控制器，MCU微控制器对采集的数据进行处理。
[0008]2)通过时钟模块，产生时间标签，时间标签传送给MCU微控制器，MCU微控制器将时间标签与步聚I)中处理完的数据组合在一起。
[0009]3)通过液晶显示模块和键盘模块对存储单元进行相关的设置，MCU微控制器按着设置好的要求进行存储数据。
[0010]4)模拟量存储到第一存储模块，开关量存储到第二存储模块 5)通过RS485通讯模块，与电厂DCS系统通讯，相互交互数据。
[0011]6)通过RS232通讯模块，与调试计算机通讯，计算机可以通过RS232通讯模块查询第一存储模块和第二存储模块存储的数据。
[0012]本发明的有益效果是:本发明MCU微控制器以美国飞思卡尔公司的MC9S12微控制器为控制核心，通过第一 CAN通讯模块和第二 CAN通讯模块与励磁装置其他部分交互数据，通过时钟模块产生时间标签，将采集来的数据和相应时间标签存储到第一存储模块和第二存储模块，通过液晶显示模块和键盘模块形成人机界面，通过RS485通讯模块与电站DCS系统通讯，通过RS232通讯模块与调试计算机通讯。本发明采用铁电存储器，其容量大、读写速度快、可读写次数多、掉电保存数据时间长。采用独立的智能数据存储单元应用于分布式励磁装置，采用双CAN网传输数据，增强了网络的可靠性。可以有效地保证励磁装置完成故障录波和开关量追忆功能。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构框图；
图2是本发明中的第一 CAN通讯模块的电路结构图；
图3是本发明中第一存储模块的电路结构图；
图4是本发明中第二存储模块的电路结构图；
图5是本发明中的RS485通讯模块的电路结构图；
图6是本发明中RS232通讯模块的电路结构图；
图7是本发明中时钟模块的电路结构图；
图8是本发明中液晶显示模块的电路结构图；
图9是本发明的软件流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的【具体实施方式】。一种基于铁电存储器的励磁装置智能数据存储单元，包括堵MCU微控制器、液晶显示模块、键盘模块、时钟模块、第一存储模块、第二存储模块、第一 CAN通讯模块、第二 CAN通讯模块、RS485通讯模块以及RS232通讯模块；所述第一 CAN通讯模块和第二 CAN通讯模块与励磁装置其他部分构成双CAN网络通讯，采集来的数据传送给MCU微控制器，微控器模块发送的数据通过CAN第一通讯模块和第二 CAN通讯模块发送给励磁装置的其他部分。
[0015]如图1所示，所述MCU微控制器采用飞思卡尔MC9S12微控制器。是本发明的控制中心，通过第一 CAN通讯模块和第二 CAN通讯模块与励磁装置其他部分交互数据，通过时钟模块产生时间标签，将采集来的数据和相应时间标签存储到第一存储模块和第二存储模块，通过液晶显示模块和键盘模块形成人机界面，通过RS485通讯模块与电站DCS系统通讯，通过RS232通讯模块与调试计算机通讯。
[0016]所述第一 CAN通讯模块、第二 CAN通讯模块主要由CAN通讯电路组成(如图2所示，给出的为第一 CAN通讯模块的电路结构图，第二 CAN通讯模块原理与第一 CAN通讯模块相同，不再重复)，该部分电路主要包括光隔离电路、CAN收发电路以及相关的适配电路，实现CAN通讯信号的光隔离，数据接收和发送工作。其中CAN收发器选用德州仪器生产的SN65HVD1050DR(VP1050)芯片，第一 CAN通讯模块、第二 CAN通讯模块的输入端分别与微处理器MCU模块的CANl通讯口和CAN2通讯口相连接构成双CAN网冗余网络，第一 CAN通讯模块、第二 CAN通讯模块输出端与励磁装置的CAN网络连接，构成冗余高速双CAN网通讯网络，进而保障了通讯的可靠性。
[0017]如图3所示，所述第一存储模块采用铁电存储器FM22L16为核心芯片，与微控制器MCU通过标准工业并口连接，相互交换数据，存储微控制器处理过的模拟量信息。第一存储器FM22L16数据总线和地址总线分别与微处理器MCU模块连接，用于交互数据，存储器FM22L16的片选等控制引脚接收微处理器MCU模块的控制信号，微处理器MCU模块通过数据和地址总线向存储器FM22L16读写数据。存储器FM22L16主要用于存储模拟量信息，即故障录波信息。