智能变电站手持式数字万用表

©XJGC1/21/2020V1.9智能变电站手持式数字万用表2012年02月©XJGC1/21/2020V1.91项目背景系统架构功能介绍需求分析©XJGC1/21/2020V1.9项目背景2背景数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站，数字化变电站体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化。数字化变电站，系统集成，系统调试，变电站投运前的调试都需要检查IED的光纤接线与信号。随着电压等级的升高，光纤接线会越来越复杂，对现场调试人员带来很大的不便。而SCL变电站描述语言的应用，使得用一个©XJGC1/21/2020V1.9项目背景3智能设备来检查光纤接线是否正确成为可能。©XJGC1/21/2020V1.9功能介绍4信号探测功能通过对过程层IEC61850通讯协议的在线解析来监视过程层信号，根据解析出来的数据与SCD工程配置文件进行匹配，确定信号的描述。信号在线监视将探测之后信号(SMV92,SMV91,FT3,GOOSE,PTP)形成一个列表，用户选择感兴趣的信号进行在线监视。采样值监视采样值可能是SMV92,SMV91,FT3。动态显示通道波形，每个通道的有效值/相位，向量图，每个通道的描述。显示统计数据，包括采样点直接的时间间隔，接收帧数，丢帧数等GOOSE监视显示GOOSE每个通道的数据变化过程，每个通道的数据类型，描述。显示统计数据，包括GOOSE数据帧之间的时间间隔©XJGC1/21/2020V1.9功能介绍5PTP1588协议其他信号网络上所有的报文接收，以计算网络的流量©XJGC1/21/2020V1.9功能介绍6探测信号©XJGC1/21/2020V1.9功能介绍7数据显示©XJGC1/21/2020V1.9功能介绍8向量图©XJGC1/21/2020V1.9系统架构9硬件结构图FPGA直接配置PHY，直接从PHY接收/发送数据FPGA模拟曼码和串口时序，接收/发送FT3报文©XJGC1/21/2020V1.9系统结构10软件架构©XJGC1/21/2020V1.9需求分析11内存需求SCD一般来说比较大，如果通过文件读取的方式来解析SCD文件，需要花费的时间比较长，有时候会超过人能容忍的程度，如果先把SCD文件读取到内存，时间会显著减少。如果需要保存数据（录波），一般直接保存在内存中比较好，这样可以提高程序的处理速度。内存最好能达到512M。CPU需求一般的保护和测控装置采样率一般为80点，但是对于测量和仪表设备来说，有可能会达到256点。程序需要计算通道的有效值，相位，实时刷新波形。CPU最好能支持浮点处理，主频最好在400M以上。由于手持式©XJGC1/21/2020V1.9需求分析12设备一般由锂电池供电，一次充电可供4个小时左右的使用，所以要求CPU的功耗比较低。LCD刷新目前市面上最常见的是24位数字屏，手持式的设备屏幕不能过小，一般采用5.3寸，分辨率一般为640*480，像素一般选择16位。波形刷新是最严苛的情况，CPU选择不当会使波形刷新出现抖动，看到扫描线等影响客户视觉的情况。实时性要求因为FPGA的容量有限，保存不了多大的数据，FPGA的数据需要及时读取，数据读取的任务需要以实时任务的级别来运行。FPGA技术数字化万用表一个比较广泛的用途就是查看模拟量©XJGC1/21/2020V1.9需求分析13报文直接的均匀性。如果通过CPU打时标，无论采用何种实时操作系统，都会出现几十微妙的误差（对于80点采样率而言，一微妙代表了0.018度），那么在计算点对点的SMV92和FT3来说，会出现计算采样率与相位不准确的情况。用FPGA直接控制PHY比控制MAC具有更高的时间精度。©XJGC1/21/2020V1.9需求分析14硬件平台选择TI公司推出的SitaraAM335XARMCortex-A8微处理器支持不足7mw的低功耗，可提供一款总体工业自动化系统解决方案。AM3354非常适应于HMI的产品设计。多种主频选择，高性能低功耗，3D图形加速支持mDDR(LPDDR)/DDR2/DDR3,可寻址1GB集成的2D/3D图形核心，完全可编程的32位RISC多媒体加速核心丰富的外设。多达6个串口，CAN，ADC，音频接口，MMC/SD卡，PCI，USB2.0，SATA，IDE支持linux,android,windowsCE嵌入式操作系统上面的这些指标，完全能满足数字化手持设备的需求，唯一不能确定的是是否支持xenomai,如果不能支持，也可以采用高精度定时器的方式读取FPGA数据。©XJGC1/21/2020V1.9需求分析15软件平台选择平台优点缺点Linux+xjGUI技术成熟，xjGUI移植简单，开发周期短ListView控制不支持ENTER键与ESCAPE键，无现成的波形显示绘制控件，无现成的向量图形控件，需开发android界面优美，绘图方便是一个比较新的领域，开发周期比较长©XJGC1/21/2020V1.9谢谢大家！