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蓝冠网址CPLD在有源电力滤波器中的应用(1)

随着电力电子技术的飞速发展,电力电子装置的应用日益广泛,引起的谐波污染问题也越来越受到人们的关注。为了提高电能质量,抑制谐波污染,一条基本思路就是装设谐波补偿装置[1]。由于传统的LC滤波器易受电网阻抗和运行状态影响,蓝冠网址容易与系统产生并联谐振而且只能补偿固定频率谐波,所以有源电力滤波器已经成为谐波补偿的一种新的发展趋势。有源电力滤波器能够对不同频率的谐波和变化的无功功率进行补偿,同时为了满足谐波检测的实时性、准确性要求,多采用以高速数字信号处理见长的DSP作为系统CPU。但是DSP只有两个I/O口,与多个外围器件的接口扩展受到限制,所以本文采用CPLD设计了DSP系统的组合逻辑电路,实现与外围器件的接口扩展和时序配合,并在QuartusⅡ波形编辑器中完成了系统的时序分析。 1 系统总体设计 本系统是并联有源电力滤波器,蓝冠客服主要治理电流谐波,采用上、下位机的设计形式。下位机控制电路以TMS320C5416 DSP为核心,实现现场数据采集,谐波的实时检测与补偿、无功功率补偿和简单的数据显示功能;上位机采用工控机并利用Visual C++和SQL Server集成开发软件,实现电网数据的存储和进一步分析处理。系统总体框图如图1所示。 下位机硬件电路主要包括A/D转换模块、DSP数据处理模块、CPLD逻辑控制模块、存储器扩展模块、人机交互模块和异步通信模块。DSP选用 TMS320C5416,它是一款16位定点DSP,功耗仅为0.32 mV/MIPS,速度高达160 MIPS[2]。A/D转换器采用TLV1571芯片,是一种10位并行A/D转换器,是TI公司专为DSP配套设计的,具有速度高、功耗低、接口简单等特点[3]。异步串行通信芯片选用TL16V750,它将从DSP接收的并行数据转化成串行数据传给上位机,实现上、下位机的通信。 下位机基本工作原理如下:当A/D转换器完成模数转换时,给DSP一个中断信号,DSP读取转换后的数据并存储,然后在内部运用瞬时无功功率理论计算出补偿电流的指令信号,再利用该信号和实际的补偿电流设计滞环比较器,产生PWM信号控制主电路中IGBT的通断,从而生成合适的补偿电流回馈给电网。如果键盘有键按下,DSP接收键盘的中断请求转到中断服务子程序对键盘进行扫描,并将相关结果在LCD上显示出来。 2 CPLD逻辑电路设计 CPLD,即复杂可编程逻辑器件,具有应用灵活、运行速度快、集成度高、功能强大、支持在线编程、设计周期短、开发成本低、能够减小系统体积等优点[4]。作为下位机的组合逻辑控制中心,本系统采用altera公司的EPM3128 CPLD芯片,主要完成存储器的扩展控制、外围器件的读写控制(如AD、UART、键盘等)、DSP的中断管理(包括AD采样终端、键盘中断、UART通信中断)、人机接口控制和串行通信控制。开发平台使用QuartusⅡ5.0,可支持原理图、VHDL、Verilog HDL以及AHDL等多种输入形式,内嵌自有的综合器以及仿真器,可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程[5]。硬件描述语言采用VHDL,其功能强大,可移植性好,并且具有向ASIC移植的能力。 2.1 存储器的扩展控制 TMS320C5416共有16 KB的内部ROM,64 KB的片内DARAM和64 KB的片内SARAM[6],但有23条地址线,支持8 MB的存储空间寻址,同时考虑到存储的数据量较大,也为了方便以后系统升级,仍需扩展外部存储器。外部程序存储器选择体积小、功耗低、电可擦写的 Flash存储器Am29LV400B,该芯片读取周期短,工作电压可分为满负荷2.7 V~3.6 V和可调节3.0 V~3.6 V两种,可直接与3.3 V的DSP相连,简化了接口电路。外部数据存储器选用CY7C1041B-15,它的读取时间只需15 ns,插入等待周期少。Am29LV400B和CY7C1041B-15存储空间都是512 KB,与DSP接口如图2所示。 在连线时,将DSP的15位低地址线A0~A14直接与SRAM和Flash的A0~A14相连,DSP的A16与外存储器的A15相连,A17与外存储器的A16相连,A18与外存储器的A17相连,这样省去DSP的A15地址线,就将SRAM 和Flash分别分成32 KB长的块。以Flash为例,若A15=1,Flash的0000H~7FFFH对应于DSP的8000H~FFFFH,Flash的 8000H~FFFFH对应于DSP的18000H~1FFFFH,Flash的10000H~1FFFFH对应于DSP的28000H~2FFFFH,以此类推。分页用I/O口控制,这样存储器片选的CPLD实现只需如下两个语句: flash_ce<=′0′ when(dsp_ds=′0′)and dsp_addH1(15)=′1′else′1′; sram_ce<=…

蓝冠网址智能仪表的雷击与防护(1)

一、概述 智能仪表控制系统中的工控机、各种通讯模件、安防器件以及现场测量仪表大都运用电子器件的集成电路组合,这些微电器件普遍存在绝缘强度低、耐电涌能力低等致命弱点,在雷暴季节常遭雷击的侵害,轻则造成几台仪表计算机输入输出模块部分击坏,蓝冠网址重则造成整个装置控制系统瘫痪,被迫停工检修,造成巨大的损失。因此,非常有必要在这些控制和生产装置加入防雷装置。 二、雷电侵入途径 雷电涌侵入导致计算机与通讯故障,当电涌超过计算机的承受能力时,将出现数据乱码,芯片被击坏,甚至损坏软件系统,造成接收/输送数据中断。 研究智能仪表控制系统防雷应从外部系统防雷与内部系统防雷两方面入手。外部防雷措施主要解决感应雷击对测量仪表的危害。电涌侵入途径主要有信号电缆引入感应电涌进入侧量仪表电路破坏绝缘,击穿微电元器件,造成仪表故障和直击感应雷通过表体直进仪表电路,击穿电路模件造成故障。解决措施是重新按防雷规范要求审查装置的整体避雷措施及信号通讯电缆接地,合理布线以及金属仪表箱的接地。对于重点联锁信号的保护系统应设置浪涌器;内部防雷系统主要是指智能仪表控制系统的电源防雷保护,控制显示单元、操作系统、蓝冠客服工程师站等数据处理设备的接地,以及进出计算机信号通道防雷和局域网相关联的交换机、网卡等信号、电源的防雷措施。 三、预防雷击的做法 3.1改进接地系统 (l)安全保护地、控制柜、操作台、工程师站、电源柜等机壳接地都要用扁钢连接到一起。 (2)仪表信号地、计算机输入输出信号地是仪表测量的参考点,所有仪表工作电源如24V负端和此地相连构成等电位。 (3)本安地、安全栅、隔离栅、安全器等接地也要同仪表信号参考点连接到一起,构成等电位系统,接地集结在一点,电阻不能大于lΩ。 3.2暇源防浪涌 智能仪表控制系统的电源是从配电系统进入计算机主控室。电源系统是从发电厂通过变压器、配电系统最后供仪表系统使用,在雷暴天气中电源输送进由于环韦多途径长,极可能遭受雷击,因此此时的电源并不是380v或220v、50Hz交流电,而是参杂了各种杂波的浪涌电压,如果不设置防浪涌保护系统,那么使用中的电器设备会因超过耐压极限而发生事故。将总配电进来的A、B、C、D三线四相并接至电源浪涌器所相对的A、B、C、D接线柱上。在雷暴时感应雷浪涌通过电涌保护器保护将过载电流汇入大地,输出电压钳制在安全工作区内,确保电源安全运行。电源防浪涌系统如图1所示。

蓝冠注册浅谈什么是物联网感知层中的关键技术

物联网(InternetofThings)1999年由MIT提出。2005年11月国际电信联盟ITU发布了《国际电信联盟互联网报告2005:物联网》,开始聚焦这个词。它是指:把任何物品通过信息传感设备(如RFID)与互联网连接起来,进行信息交换和通信,蓝冠注册可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。 物联网本身的结构复杂,主要包括三大部分:首先是感知层,承担信息的采集,可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等;其次是网络层,承担信息的传输,借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现;第三是应用层,实现物与物之间,人与物之间的识别与感知,发挥智能作用。 具体的核心,蓝冠网址是感知层中的技术,从现在阶段来看,物联网发展的瓶颈就在感知层。国际电信联盟(ITU)将射频技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术列为物联网关键技术。 射频识别(radiofrequencyidentification,RFID) 射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术,该技术的商用促进了物联网的发展。它通过射频信号等一些先进手段自动识别目标对象并获取相关数据,有利于人们在不同状态下对各类物体进行识别与管理。 射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据,是未来几年代替条形码走进物联网时代的关键技术之一。该技术具有一定的优势:能够轻易嵌入或附着,并对所附着的物体进行追踪定位;读取距离更远,存取数据时间更短;标签的数据存取有密码保护,安全性更高。RFID目前有很多频段,集中在13.56MHz频段和900MHz频段的无源射频识别标签应用最为常见。短距离应用方面通常采用13.56MHzHF频段;而900MHz频段多用于远距离识别,如车辆管理、产品防伪等领域。阅读器与电子标签可按通信协议互传信息,即阅读器向电子标签发送命令,电子标签根据命令将内存的标识性数据回传给阅读器。 RFID技术与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。但其技术发展过程中也遇到了一些问题,主要是芯片成本,其他的如FRID反碰撞防冲突、RFID天线研究、工作频率的选择及安全隐私等问题,都一定程度上制约了该技术的发展。 传感器技术 传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。传感技术主要研究关于从自然信源获取信息,并对之进行处理(变换)和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术。传感技术的核心即传感器,它是负责实现物联网中物、物与人信息交互的必要组成部分。目前无线传感器网络的大部分应用集中在简单、低复杂度的信息获取上,只能获取和处理物理世界的标量信息,然而这些标量信息无法刻画丰富多彩的物理世界,难以实现真正意义上的人与物理世界的沟通。为了克服这一缺陷,既能获取标量信息,又能获取视频、音频和图像等矢量信息的无线多媒体传感器网络应运而生。作为一种全新的信息获取和处理技术,利用压缩、识别、融合和重建等多种方法来处理信息,以满足无线多媒体传感器网络多样化应用的需求。 智能嵌入技术 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 目前,大多数嵌入式系统还处于单独应用的阶段,以控制器(MCU)为核心,与一些监测、伺服、指示设备配合实现一定的功能。Internet现已成为社会重要的基础信息设施之一,是信息流通的重要渠道,如果嵌入式系统能够连接到Internet上面,则可以方便、低廉地将信息传送到几乎世界上的任何一个地方。

蓝冠关于电力线通信技术优缺点及其应用前景(1)

  关于电力线通信技术优缺点及其应用前景   1引言   从1999年起,电科院就开始对高速plc进行研究,并在2001年8月,在沈阳建立了第一个实验网络。又从2001年12月起,国电通信中心开始组织国内外厂商在北京居民区开展plc应用试验,这些公司包括韩国的xeline(14mb/s系统)、瑞士ascom公司(4.5mb/s系统)、美国leap公司(14mb/s)、西班牙的ds2公司.福建电力试验研究院(10mb/s系统),以及电科院(14mb/s系统)等。随着研究的深入,plc也向更高速率发展。例如将速率提高到100mb/s,甚至200mb/s。届时,高速plc将为宽带接入通信作出更大贡献.本文试图从高速plc的主要技术、网络结构模式、蓝冠主要优势、存在问题等方面对这一技术的发展和未来进行阐述。   2电力线通信的主要技术   近几年国内外开展的利用低压电力线传输,其速率在1mb/s以上的plc技术,称为高速plc。高速plc利用1.6m~30m频带范围传输信号。在发送时,利用gmsk(高斯滤波最小频移键控)或ofdm(正交频分多路复用)调制技术将用户数据进行调制,把载有信息的高频加载于电流,然后在电力线上进行传输;在接收端,先经过滤波器将调制信号取出,再经过解调,就可得到原通信信号,并传送到计算机或电话,以实现信息传递。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5m~45m之间。plc设备分局端和调制解调器,局端负责与内部plc调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时,来自用户的数据进入调制解调器调制后,通过用户的配电线路传输到局端设备,局端将信号解调出来,再转到外部的internet。该技术在不需要重新布线的基础上,在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载,也就是实现四网合一。终端用户只需要插上电源插头,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。   lc传输技术,蓝冠平台官网是为提供端到端接入而设计的。它贯穿了从家用电源插座和最终用户终端到电信网络的入口点。plc技术利用室内电源线网络将ip包从用户pc传送至一个家庭室内入口点的集成器,在这一入口点,另外一个传输段利用低压配电网将数据传输至同时为多个家庭提供电源的变压器。plc技术主要包括以下几个要素:   (1)电力线网络单元(pnu)   pnu负责控制电力线网络并从单元配电网集成话务。通过适当的电信干线接口,pnu再将话务传至馈电网络。根据馈电网络中使用的不同介质,pnu也可转换来自低压配电网的数据话务。   (2)电源线网络终端(pnt)   pnt为最终用户pc或其它用户提供适当的接口,如以太网或是usb。为了降低成本,这一独立设备能够和pc或其他设备相集成。   (3)耦合设备(couplingunit)   耦合设备是将信号传入线路并过滤噪音的。目前它还是一个使用插销插入电插座的相对独立的设备,今后它可能会和plc调制解调器集成于一体。这个集合体有一天将使pc可能直接在网上运行。   (4)正交频分多路复用技术(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing,ofdm技术)   电力线上网采用的是这种多路复用技术,可以提高电力线网络传输质量。它是一种多载波调制技术。传输质量的不稳定意味着电力线网络不能保证如语音和视频流这样的实时应用程序的传输质量。然而对于传输突发性internet数据流,它却是个理想的网络。即便是在配电网受到严重干扰的情况下,ofdm也可提供高带宽并且保证带宽传输效率,而且适当的纠错技术可以确保可靠的数据传输。   2电力线通信的网络结构模式   近期,国电科技推出了200mb/s高速plc通信系统,这是我国电力通信工作者多年努力的结果。该系统具有结构简单、成本低等特点,而且这种电力线通信系统的网络结构支持两种模式,一种是主从式网络,即在网络内有一主节点(accessmaster),其他的plc终端(如:accessslave、repeater)作为从节点,所有从节点间不能直接通信,从节点间的通信均通过主节点来完成;另一种是对等网络,即网络内所有设备(in-home)都是平等的,他们之间是直接通信的。这种方式多用于小范围内组网的应用,如家庭内部组网。   200m电力线通信有以4种工作模式:   ①头端路由器(accessmaster)   ②用户终端(accessslave)   ③转发器(repeater)   ④家用终端(in-home)   现分别介绍他们:   (1)头端路由器   头端路由器是plc网络的主控节点属公用设备,它通常位于中压/低压变压器附近,负责管理控制每个与它直接通信的plc设备,并负责进行外部宽带网与plc网络之间的信息交换。   (2)用户终端   用户终端是plc网络的从节点,它是用户通信终端设备,通常位于用户的电源插座附近。cpe的通信必须通过头端路由器管理。   (3)转发器   转发器分为时分转发器与频分转发器两种,时分转发器由单个plc通信模块构成,转发前后的信号都工作在同一频段,但转发数据的接收和发送不能同时进行。而频分转发器由两个plc通信模块,并它们工作在不同的频段。其中一个plc通信模块与在转发前的设备工作在同一频段,并负责于其通信,另一个plc通信模块与转发后的设备工作在同一频段,并负责于其通信,转发数据的接收和发送能够同时进行。