專利名稱：發電機勵磁調節裝置的外設管理器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發電機的控制裝置，尤其是涉及一種發電機勵磁調節裝置的外設管理器。屬于電力自動化技術領域。
背景技術：
在發電機勵磁調節過程中，常常需要完成各種外部設備的控制及信息處理，包括模擬量采集、開入開出、周期相位測量、同步捕捉、脈沖觸發、脈沖檢測以及現場監視等。目前，為了完成這類外設管理，需要多種邏輯接口電路，這就增加了裝置的復雜性，使之調試難度大、不易維護且擴展性差；同時，外設任務具有突發性和頻發性的特點，若均直接與CPU相關聯，將大大降低CPU的效率，降低CPU體系的穩固性，影響發電機勵磁調節裝置的安全可靠運行。

發明內容
為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種采用可編程邏輯器件作為管理器的實物載體的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，從而提高勵磁調節裝置的運行可靠性。
目前，大規?？删幊踢壿嬈骷哂斜姸鄡烖c，其容量大，應用比較靈活，電路配置簡單，全硬件的操作方式可以滿足設備的全速運行。如果能將勵磁調節中涉及到的外設控制部分盡可能的集成起來，由可編程邏輯器件實現統一調度管理，那將大量取消原先的各種邏輯接口電路，簡化裝置電路結構，同時使CPU擺脫頻繁的外部事務中斷，專注于勵磁調節規律的運算，提高CPU體系的穩固性，進而大大提高勵磁調節裝置的可靠性。
為了解決現有技術的不足，根據上述設計思想，本發明是通過以下的技術方案來實現的一種發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于其基于可編程邏輯器件，包括8個功能模塊以及3個分址RAM，所述的8個功能模塊分別為同步采樣模塊1、周期相位測量模塊2、開入采樣模塊3、脈沖生成模塊4、脈沖檢測模塊8、邏輯組合模塊9、CPU監視模塊10和AD監視模塊11。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的同步采樣模塊1能根據被測信號的周期進行多點同步采樣控制，采樣結果保存在RAM5中，中斷信號由該單元給出，多次采樣后給出中斷，使CPU 12統一處理。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的多次采樣后給出中斷，其中斷頻率可以根據需要進行調整。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的周期相位測量模塊2可進行多路3相信號的周期及相位測量，測量結果由中斷信號控制保存至RAM 6中，并可提供給其它功能模塊。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的開入采樣模塊3采用總線分時復用的方法由中斷信號控制對開入信號進行定時采樣，并將采樣結果保存至RAM 6中。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的脈沖生成模塊4可同時捕捉6相同步換相點，根據捕捉結果及觸發角生成6相觸發單脈沖。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的邏輯組合模塊9將6相單脈沖按全控橋的觸發邏輯組合成6相雙脈沖，輸出至放大電路13。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的脈沖檢測模塊8測量放大電路13回送的6相雙脈沖的實際送出角度，并和與之對應相的應發角度一起保存至RAM 7中。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的CPU監視模塊10通過監視CPU 12的定時訪問及寫入的數據，判斷CPU 12是否程序死機，以給出切換信號；所述的AD監視模塊11通過監視外設AD芯片的響應脈沖是否存在、脈寬是否正常來判斷AD芯片工作是否正常。
前述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的3個分址RAM中，分址RAM 5保存歷史采樣值，分址RAM 6保存周期、相位值以及開入量，分址RAM 7保存6相觸發角的應發值及其對應的檢測值；3個分址RAM由CPU 12統一進行讀寫操作。
本發明的有益效果是本發明可以顯著降低CPU的中斷密度及事務負擔，簡化裝置硬件邏輯結構，提高裝置可靠性和CPU體系的穩固性，便于使用、維護和升級。


圖1為本發明的發電機勵磁調節裝置的外設管理器在FPGA上實現的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1為本發明的發電機勵磁調節裝置的外設管理器在FPGA上實現的一個實施例的示意圖。以下結合附圖對本發明作具體的介紹。
如圖1所示，本發明共包括8個獨立功能模塊和3個分址RAM。8個功能模塊分別為同步采樣模塊1、周期相位測量模塊2、開入采樣模塊3、脈沖生成模塊4、脈沖檢測模塊8、邏輯組合模塊9、CPU監視模塊10和AD監視模塊11。同步采樣模塊1能根據被測信號的周期進行多點同步采樣控制，其采樣率由被測信號的周期實時轉換所得，采樣結果保存在RAM 5中，中斷信號由該單元給出，中斷密度可根據要求進行調整，多次采樣后給出中斷，使CPU 12統一處理。周期相位測量模塊2可進行多路3相信號的周期及相位測量，其中傳輸至同步采樣模塊1的信號周期值是其根據被測信號的重要等級而自主選擇的，這樣即使一部分待測信號消失，同步采樣模塊1仍然能保持同步工作，周期相位測量模塊2的測量結果由中斷信號控制保存至RAM 6中，同時其結果可提供給其它功能模塊；為減少數據總線數量，開入采樣模塊3采用總線分時復用的方法由中斷信號控制對開入信號進行定時采樣，并將采樣結果保存至RAM 6中；脈沖生成模塊4可根據輸入的三相同步方波信號，同時捕捉6相同步換相點，將該6相換相點滯后CPU給出的觸發角，即根據捕捉結果及觸發角得到6相觸發單脈沖；邏輯組合模塊9將脈沖生成模塊4產生的6相單脈沖按全控橋的觸發邏輯組合成6相雙脈沖，輸出至放大電路13；脈沖檢測模塊8獨立測量每一相回送的雙脈沖的實際角度，并和該測量相的應發角度一起保存至RAM 7中；CPU12接收到中斷信號后會依次讀取所有的RAM并給出觸發角。CPU監視模塊10通過監視CPU 12的定時訪問及寫入的數據，判斷CPU 12是否程序死機，以給出切換信號；AD監視模塊11通過監視外設AD芯片的響應脈沖是否存在以及脈寬是否正常來判斷AD芯片工作是否正常。3個分址RAM 5、6、7由CPU12統一進行讀寫操作，RAM 6和RAM 7由中斷信號控制進行數據刷新。
上述實施例不以任何形式限制本發明，凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于其基于可編程邏輯器件，包括8個功能模塊以及3個分址RAM，所述的8個功能模塊分別為同步采樣模塊(1)、周期相位測量模塊(2)、開入采樣模塊(3)、脈沖生成模塊(4)、脈沖檢測模塊(8)、邏輯組合模塊(9)、CPU監視模塊(10)和AD監視模塊(11)。
2.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的同步采樣模塊(1)能根據被測信號的周期實現多點同步采樣，多次采樣后給出中斷，使CPU(12)統一處理。
3.根據權利要求2所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的多次采樣后給出中斷，其中斷頻率可以根據需要進行調整。
4.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的周期相位測量模塊(2)可進行多路3相信號的周期及相位測量，并可提供給其它功能模塊。
5.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的開入采樣模塊(3)采用總線分時的復用方法對開入信號進行定時采樣。
6.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的脈沖生成模塊(4)可同時捕捉6相同步換相點，根據捕捉結果及觸發角生成6相觸發單脈沖。
7.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的邏輯組合模塊(9)將6相單脈沖按全控橋的觸發邏輯組合成6相雙脈沖輸出至放大電路(13)。
8.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的脈沖檢測模塊(8)測量放大電路13回送的6相雙脈沖的實際送出角度，并和與之對應相的應發角度一起保存至RAM(7)中。
9.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的CPU監視模塊(10)監視CPU(12)是否程序死機，所述的AD監視模塊(11)監視AD芯片工作是否正常。
10.根據權利要求1所述的發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其特征在于所述的3個分址RAM中，分址RAM(5)保存歷史采樣值，分址RAM(6)保存周期、相位值以及開入量，分址RAM(7)保存6相觸發角的應發值及其對應的檢測值；3個分址RAM由CPU(12)統一進行讀寫操作。
全文摘要
本發明涉及一種發電機勵磁調節裝置的外設管理器，其基于可編程邏輯器件，對同步及其它信號進行測頻測相位，同步采樣模塊根據測頻結果進行同步采樣控制及中斷信號的發出，周期相位測量模塊、開入采樣模塊由中斷信號控制將數據刷新至各自RAM中，脈沖生成模塊生成6相單脈沖，通過邏輯組合模塊輸出6相雙脈沖至放大電路，再回送至脈沖檢測模塊，以6相單脈沖為基準測量各相回送雙脈沖的滯后角度，保存至RAM中，CPU接收到中斷信號后會依次讀取所有的RAM并給出觸發角，CPU監視模塊和AD監視模塊可以監視CPU及AD芯片的異常行為。本發明可以顯著降低CPU的中斷密度及事務負擔，簡化裝置硬件邏輯結構，提高裝置可靠性，便于使用、維護和升級。
文檔編號G05B19/05GK101056083SQ200710021828
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月30日 優先權日2007年4月30日
發明者朱紅偉, 施一峰, 單華鵬, 彭鋼 申請人:國電南京自動化股份有限公司