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NES5100励磁调节器介绍NES5100励磁调节器插箱NES5100插箱采用的是6U机箱每套插箱由8个插件和两个背板组成EXB101:脉冲电源板EXB102:系统电源板EXB103:主CPU板EXB104:模拟量板EXB105:同步板EXB106:标配开关量板EXB107:扩展开关量板EXB108:脉冲放大板EXB201:上背板EXB202:下背板插箱视图板件功能介绍EXB101:脉冲电源板脉冲电源板输入采用AC200V/DC220V供电,输出+24V提供脉冲电源,最大输出电流3A,最大输出功率为72W为了保证脉冲电源的可靠性,脉冲电源板由专业电源厂上海德创电器电子有限公司特制,并且按照军工标准设计,考虑了防电磁干扰、防尘、散热等因素,通过了EMC测试、高温高湿测试.EXB102:系统电源板系统电源板同脉冲电源板一样采用AC200V/DC220V双路供电,输出为+12V、-12V、5V(I)、24V(开入)、24V(开出)、5V(II)共六路电源,最大输出功率为61.3W最大输出电流+12V:0.5A-12V:0.5A5V(I):4A24V(开入):0.6A24V(开出):0.6A5V(II):0.1A+12V、-12V、5V(I)为芯片的工作电源24V(开入)、24V(开出)为开关量输入输出电源5V(II)为通讯电源系统电源板同脉冲电源板为同一公司德创电器电子有限公司生产,其生产标准和试验标准同脉冲电源板.EXB103:主CPU板EX03CPU板是核心控制板，主要功能有：1.将5V电源变换成1.8V,3.3V供部分芯片工作电源;2.部分开关量输入3.将模拟量板送来的模拟信号进行A/D变换采样；4.根据A/D采样的结果及开入信号逻辑判断进行控制计算，产生小脉冲；5.根据逻辑判断程序发开出信号到开关量板；6.测频及脉冲回读检测；7.逻辑切换；8.通讯功能9.工作电源监测电源转换5VLT1085CM-3.33.3V1.8VTPS77618PWP部分模拟量开入增磁、减磁、开机、停机、主从切换、它套故障、它套状态、GPS这些开关量没有经过开关量板直接进入主CPU板24V开关信号TLP121S5V信号逻辑判断模拟量的A/D转换将EXB104模拟量板、EXB105同步电压板的模拟信号转换为数字量。自动通道采用的是16BIT多通道模数转换器(ADC),纯手动通道利用DSP自带的12BITADC,对励磁电流进行采样.AD采样ARM自动通道采用的是32bit的ARM芯片和大规模可编程控制芯片FPGA组成控制核心，根据A/D采样的结果及开入信号的逻辑进行控制计算，发出控制脉冲，并且完成数字信号的开出、测频和脉冲回读手动通道采用的16bit的DSP作为控制芯片，完成模拟量的采样，相关开入开出信号的处理以及脉冲发出的功能。自动通道A/D采样、I0信号ARM/FPGA小脉冲IOEXB108EXB106/107手动通道A/D采样、I0信号DSPIOEXB108EXB106/107小脉冲开关量开出逻辑判断ARM/FPGA开入量开出量开入开关量包括24V、5V两种开出开关量为5V测频和脉冲回读FPGA模拟量采样、脉冲回读模拟量采样形成测频方波也是在EXB103板内完成，不同于SAVR-2000脉冲回读：回读的脉冲来自EXB108脉冲放大板逻辑切换逻辑切换包含双套之间的切换和手自动切换切换逻辑双套之间的切换根据它套状态、它套故障、看门狗等信号经过逻辑判断回路形成切换控制信号完成切换手自动切换根据ARM和DSP之间的通讯、手自动拨码开关、看门狗等信号完成切换通讯功能EXB103板完成的通讯功能1.双CAN用于励磁系统内部通讯2.485现场总线通讯3.232调试通讯4.GPS对时5.以太网通讯A套B套交换机工控机远方监控双CANEthernetEthernet工作电源检测为保证芯片的正常工作，对电源电压进行采样，当其超出预设的电源电压范围，将自动报警。EXB104模拟量采样板该板主要功能进行模拟信号的采样，采样的信号包括机端电压（UF1abc、UF2abc、）定子电流（IFabc）、转子电流（ILabc)电压信号经过PT将0~100V电压信号转换成0~2mA电流信号经过运放回路形成采样电压信号电流信号经过CT将0~5A电流信号转换成0~2.5mA电流信号经过运放回路形成采样的电压信号该板还包含了D/A输出部分。可以选择1路12位D/A输出（AD7243)，也可以选择4路12位D/A输出(AD7398)采样回路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-Sep-2006SheetofFile:E:\oftenbrowser\NES5100\drawings\电路板原理图\模拟板图\an-v3.DdbDrawnBy:32184A-12V12V1324SPT1UF1A-INS1Ufa32184A12V-12VXUFA电压采样电流采样123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-Sep-2006SheetofFile:E:\oftenbrowser\NES5100\drawings\电路板原理图\模拟板图\an-v3.DdbDrawnBy:32184U1AXIFASCT4-12V12VIFA-INEXB105同步电压板同步电压板主要功能同SAVR-2000的同步背板，将同步变压器副边100V左右的同步电压进行降压采样，其原理同机端电压采样。由于不同的工程需要会有不同的同步电压源，因此根据同步频率的不同，同步变压器有不同的接法，并且配有相对应的阻容吸收元件。变压器变比为统一1.6:150HZ:Y/Y-12,电阻：2.7k电容：0.68u500HZ:△/Y-1,电阻：1K电容：0.18u该板另外的功能是系统电压的采样，采样原理同机端电压的采样。EXB106/EXB107开关量板EXB106标配开关量板。EXB107扩展开关量板。这两种板件工作原理完全相同，唯一不同的是面板灯的指示不同。两种板件共有40路开入量，32路输出量。所有的开入开出信号的状态均可以在面板的指示灯显示，也可以在相关用户软件检测。开关量的电压为24V，而主板读的信号为5V。原理图如下123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-Sep-2006SheetofFile:E:\oftenbrowser\NES5100\drawings\电路板原理图\开关量板\io.ddbDrawnBy:I1-IN341413B24VIGNDII1-inEXB108脉冲放大板该板的主要功能有：该板的主要功能是将主CPU板上形成的小脉冲通过光电隔离及电平转换送至6片CMOS管放大，然后输出。脉冲切换继电器主要控制脉冲是否输出。常闭节点可保证在操作电源消失时仍然能输出脉冲。该板的另一功能是将发出的脉冲进行取样，并回读至主CPU板，以检查脉冲是否丢失。脉冲板还包括电源检测和故障开出功能，电源检测用于对系统的+5V、±12V、24V电源进行检测，若检测到本套电源掉电或故障，则立即开出故障进行双机切换，以保证系统的可靠性。原理框图NES5100板件调试板件熟悉程序下载功能调试系统调试界面使用面板指示灯EXB101:板标：EX01(G)电源指示：24VP(G)EXB102:板标：EX02(G)电源指示：5VI(G)电源指示：12VP(G)电源指示：12VN(G)电源指示：5V2(G)电源指示：24VI(G)电源指示：24VO(G)EXB103:板标：EX03(G)ARM运行闪烁:G手动运行、手动故障：G、R手动、自动：G、G主套、从套：G、G故障F(FPGA)、S(ARM):R限制告警：O运行、调试：G、GT、X、D、L:GEXB104:板标：EX04(G)EXB105:板标：EX05(G)跳线：△/Y-1(G)跳线：△/Y-11(G)跳线：Y/Y-12(G)EXB106/EXB107:开入：1-20-40(G)开出：1-16-32(O)EXB108:板标：EX08(G)投入/切除：O脉冲输出/回读(列）：R电位器EXB104:从上到下分别为UF2、Eq、ILA、ILB、ILC拨码开关EXB103:ARM内/外部启动、手/自动、DSP/ARM使用串口、调试/运行EXB104:UBK选择EXB108:强制触发串口EXB103:程序下载口EXB104:测试试验口主CPU板程序装载ARM程序下载1、将串口线连接调节器主板和计算机，将主板上第一个拨码开关拨到上端，第三个拨到下端；2、在计算机上启动超级终端，COM配置为115200，N，8，1，数据流控制无；图示3、插箱上电，AT91RM9200会启动内部ROM的bootloader代码，不停地向主机发送字符“C”，超级终端程序的窗口里会不断显示接收到的“C”；（说明通讯正常，否则视为通讯错误）图示4、从超级终端中用xodem协议将loader.bin程序下载到主板，这个文件主要在片内启动从串口下载代码时会用到，loader.bin程序会自动执行，然后loader.bin继续向主机发送“C”，要求主机传送u-boot(322a).bin；图示5、从超级终端里用xodem协议将u-boot(322a).bin程序下载到主板，发送完毕立即按回车；图示6、执行命令“protectoffall”，也就是将FLASH的写保护解除；图示7、执行命令eraseall擦除flash所有扇区；图示8、执行命令“loadb0x20000000”，准备接收文件到内存起始地址。9、用kermit协议发送相应的bootroom文件（即vxWorksromA.bin和vxWorksromB.bin程序），AB套不同的文件（ftp配置不同，IP地址和mac地址不同，其余均相同），该文件在芯片内装载后将负责将用户程序下载到内存中运行.图示10、执行cp.b0x200000000x10000000xxxxx（xxxxx为数字，应该大于bootroom的大小，根据实际修改）图示11、执行命令“loadb0x20000000”；12、将准备好的数据文件10280000.dat用kermit协议下发。13、执行cp.b0x200000000x10280000xxxx（xxxx应该大于10280000.dat的尺寸大小，根据实际修改）；图示14、执行命令“loadb0x20000000”；15、将准备好的数据文件10290000.dat用kermit协议下发。16、执行cp.b0x200000000x10290000xxxx（xxxx应该大于10290000.dat的尺寸大小，根据实际修改）；图示17、执行命令“protectonall”，将FLASH写保护。图示对于在运行中的板件如果需要更改新的程序，或更新bootroom，在准备好相应的bin文件后，可执行以下步骤进行以太网烧录在励磁系统的安装目录下找到Vxworks镜像网络下载工具.exe文件，运行。1、远程主机IP填板件的ip地址，端口为70012、点击连接，如果正确连接，将弹出提示对话框，可进行下一步操作。图示3、点击“选择vxworks镜像”按钮，选择vxworks镜像，文件可以为编译好的可独立引导运行的励磁工程镜像，也可为单纯的bootroom镜像。4、点击发送按钮，文本框内将出现进度描述文字5、约2分钟后，过程完毕，文本框将出现相应提示。此时可重新启动调节器。图示DSP程序下载1、将串口线连接调节器主板和计算机，将主板上第一个拨码开关拨到下端，第三个拨到上端；2、在计算机上启动超级终端，COM配置为115200，N，8，1，数据流控制Xon/Xoff；图示3、插箱上电，DSP会向主机发送信息，超级终端程序的窗口里会显示：(c)2000-2001MotorolaInc.S-Recordloader.Version1.3；（说明通讯正常，否则视为通讯错误）4、在超级终端窗口中的“传送”项