雙CPU高壓功率調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

傅文琪馬可小尤果

文摘：介紹了一種雙中央處理器控制的電除塵器高壓電源調(diào)節(jié)器的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)方法。該裝置采用雙CPU控制和RAM資源共享技術(shù)，利用16位單片機(jī)的快速A/D采樣、處理和實(shí)時(shí)控制，提高了A/D采樣速度和測量精度，解決了單CPU電路采樣火花閃絡(luò)識別可靠性低的問題。編程采用80C196KB匯編語言的模塊化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：靜電沉淀；雙CPU控制；RAM資源共享；火花閃絡(luò)分類號：TP368；TM762文件識別碼：b產(chǎn)品編號：1006-6047(2000)01-0036-02

雙CPU設(shè)計(jì)高電壓電源調(diào)節(jié)器

付琪文(中南京210003南京電動汽車設(shè)備總廠)陳震(中南京210003南京電動汽車設(shè)備總廠)肖友(中南京210003南京電動汽車設(shè)備總廠)

摘要：在HWandSW，realizationconceptutfhpowersourceadjusterforelectricdustclearerissended。ItisundHecontrolLoftWocpusandapplieDatasharingTechnologyWithAdual-por TraM。16位單個(gè)微處理器用于快速/數(shù)據(jù)放大數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制，它增加了速度/數(shù)據(jù)放大速度和測量精度，解決了低可靠性問題。組態(tài)王80C186KB。關(guān)鍵詞：電除塵；dualCPUcontrolRAMdatasharing閃光燈

1硬件設(shè)計(jì)

功率調(diào)節(jié)器的硬件設(shè)計(jì)采用雙CPU控制和RAM資源共享的電路結(jié)構(gòu)。其中測量單片機(jī)專門對esp運(yùn)行的一次和二次信號進(jìn)行快速采樣，并根據(jù)結(jié)果控制晶閘管、保護(hù)動作電路和D/A電路的導(dǎo)通角，管理單片機(jī)從事鍵盤控制、顯示管理、與上位機(jī)的通信管理，以及對高壓硅整流干式變壓器中油溫、油位、氣體等傳感量的監(jiān)測。整個(gè)裝置集成了除主電路以外的所有硬件電路，與高壓控制柜的連接簡單方便。其原理框圖如圖1所示。

圖1硬件框圖

從圖1可以看出，借助雙端口RAM，管理CPU和測量CPU之間的數(shù)據(jù)交換速度快，不僅提高了測量CPU的采樣率，而且避免了鍵控操作和上位機(jī)通信導(dǎo)致的A/D采樣時(shí)間間隔的偏移，從而保證了火花閃絡(luò)識別的準(zhǔn)確性和設(shè)備長期運(yùn)行的可靠性。

2軟件設(shè)計(jì)

軟件采用80C196匯編語言編程，翻譯成機(jī)器語言，固化在EPROM中。程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，兩個(gè)CPU通過雙端口ram直接交換數(shù)據(jù)，占用內(nèi)存空間小，運(yùn)行速度快。其中，測量CPU的軟件由測量和火花識別子模塊、信號同步子模塊、D/A處理子模塊、導(dǎo)通角恢復(fù)子模塊、導(dǎo)通角動態(tài)控制子模塊等組成。中央處理器管理軟件由鍵盤控制、顯示子模塊、傳感量監(jiān)控子模塊、故障信息保存子模塊和上位機(jī)通信子模塊組成。測量CPU和管理CPU的軟件主要流程圖如圖2和圖3所示。

圖2測量CPU的主要流程圖

圖3管理中央處理器的主要流程圖

3問題的分析和解決

電除塵器的高壓硅整流干式變壓器是等效電感，而電除塵器本體是等效電容。因此，在靜電除塵器主體中工作的次級電流I2、次級電壓U2和初級電壓U1之間的關(guān)系如圖4所示。從圖中可以看出，二次電流是滯后于一次電壓的DC脈沖波形，因此常規(guī)的A/D法不能用于火花閃絡(luò)的識別。換句話說，二次電流波形的采樣率應(yīng)盡可能高，采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)盡可能均勻恒定，以保證測量精度，火花閃絡(luò)的識別才能準(zhǔn)確可靠。為了使整個(gè)程序經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行，A/D采樣一般采用中斷的方式進(jìn)行。如果采用單CPU控制，一方面如果有高級中斷源(如鍵盤中斷或上位機(jī)通訊中斷等。)，必然會影響A/D采樣點(diǎn)之間的均勻性，在比較當(dāng)前采樣值和以前采樣值時(shí)，必然會影響火花識別的準(zhǔn)確性；另一方面，由于單CPU控制不僅測量高壓硅整流干式變壓器的一、二次信號和傳感信號，還進(jìn)行鍵盤控制、顯示管理、故障信息保存和與上位機(jī)的通信，采樣率不能太高，也影響測量精度，導(dǎo)致火花閃絡(luò)識別可能丟失或誤判。采用雙CPU控制和內(nèi)存資源 #p#分頁標(biāo)題#e#

共享技術(shù)，將雙CPU進(jìn)行合理分工，消除了在進(jìn)行鍵控操作及上位機(jī)通信時(shí)對A/D采樣的影響，提高了對火花閃絡(luò)識別的準(zhǔn)確度，保證了電除塵器設(shè)備長期運(yùn)行的可靠性。 運(yùn)用雙CPU控制及RAM資源共享技術(shù)實(shí)現(xiàn)的DKZ-141型電除塵器電源調(diào)整器已在靖遠(yuǎn)電廠成功投入運(yùn)行，經(jīng)西安熱工研究院的測試對比試驗(yàn)，其結(jié)論是：更換后的調(diào)整器，運(yùn)行電流、電壓相對穩(wěn)定，除塵效率明顯提高，提高幅度在0.25～0.35范圍內(nèi)(同一負(fù)荷下對比，即從原效率的99.1提高到99.46)。

圖4 一次、二次波形

4 結(jié)束語

對火花閃絡(luò)識別的誤判，將影響電除塵器的除塵效率，而對火花閃絡(luò)漏判將可能形成強(qiáng)火花，甚至出現(xiàn)拉弧，造成對設(shè)備的危害。如何提高測量精度及對火花閃絡(luò)識別的準(zhǔn)確度，一直是困擾電除塵器高壓電源控制的核心問題；建立在雙CPU控制及RAM資源共享技術(shù)的基礎(chǔ)上，采取軟件與硬件相結(jié)合的方式，解決了這個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)了對火花閃絡(luò)的準(zhǔn)確、及時(shí)的識別，保證了電除塵器長期在較大的有效電暈功率下工作，體現(xiàn)了安全、可靠、實(shí)用、先進(jìn)的統(tǒng)一。■

作者簡介：傅啟文(1958-)，男，工程師，現(xiàn)從事電力系統(tǒng)煙氣除塵研究與應(yīng)用工作； 陳震(1975-)，男，工程師，現(xiàn)從事電力系統(tǒng)煙氣除塵研究與應(yīng)用工作； 肖友(1941-)，男，教授級高工，現(xiàn)從事電力系統(tǒng)煙氣除塵及脫硫研究與應(yīng)用工 作。作者單位：傅啟文（家電力公司南京電力自動化設(shè)備總廠，江蘇 南京 210003） 陳震（家電力公司南京電力自動化設(shè)備總廠，江蘇 南京 210003） 肖友（家電力公司南京電力自動化設(shè)備總廠，江蘇 南京 210003）

參考文獻(xiàn)：

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(責(zé)任編輯：戴緒云)

收稿日期：1999-09-14