2.3 显示通讯插件设计
显示通讯插件主要完成人机界面、打印以及与站控层通讯等功能。内部的处理器MPC8321是一颗经济高效的网络通信处理器,包含一个e300c2内核,它包括一个16KB的L1指令、数据缓存和片上内存管理单元 (MMU)。增强的特性允许并行执行更有效的操作,从而显著提高了性能。
显示通讯插件提供了按键与液晶的接口,同样也有MLVDS总线接口从主CPU插件获得数据;对外提供了3路百兆以太网口用于和监控后台、保护工程师站通讯,一路RS484的校时口,一路RS232的打印口和一路RS232调试口。
2.4 智能插件设计
智能插件包括数字化的SV/GOOSE插件与传统I/O、ADC插件,各种插件的软硬件接口都保持统一,有极强的扩展性与适应性,而且支持带电拔插,方便检修工作的进行。数字化的SV/GOOSE插件使用FPGA作为主控芯片,对上与MLVDS总线连接,对下生成多个百兆以太网来驱动光口或者网口与外部通信。FPGA的同步处理能力可以保证所有报文都能立即被响应,配合IEEE1588打下时标完成精确记录报文收发时刻,百兆以太网的数量也可以灵活配置,缓存根据需求变更大小。
智能ADC插件采用在电力行业成熟应用的16位采集芯片AD7606,所有通道都做到同步采样,片内集成二阶滤波器、采样保持放大电路、输入钳位保护等功能。在FPGA的控制下,采样速率可被设置为一个可变值,最高达到200Kbps的采样率。
智能I/O插件可以采集DC220/DC110的开入量,完成信号出口和跳闸出口的功能。开入开出量保存在FPGA固定的数据区域内,其中开入量的每个变位都有精确到微妙的记录,随时可以上送到主控制器;开出量的数据报文需要经过奇偶校验,在硬件上受到单独的出口电源控制,双重闭锁保证了安全性。
3 软件逻辑
3.1 面向对象软件平台
为保证程序系统化以及可延续性,且为应用开发提供安全、灵活、一致的编程接口,建立了基于多任务实时操作系统Vxworks,采用面向对象设计方式的适用各种开发环境、具有长生命周期的软件平台。该平台可以大大缩短应用开发周期,支持电力行业各种标准通信规约,如IEC103、IEC104、IEC61850等等。
软件平台的基本元素称为元件,在面向对象思想中,是将数据以及定义在数据上的操作封装在一起的过程,同样也可以扩展为一个个智能化插件,将同类的应用程序以元件的形式进行封装,可以提高代码的可维护性和可重用性。
软件平台的组成有:各个插件上的系统程序、底层的驱动程序、智能插件上的功能程序和后台配置工具软件等。系统程序包括定值调用与存储功能模块、事件记录与录波功能模块、系统监测与自检功能模块、定时器控制功能模块等;驱动程序包括操作系统接口功能模块、插件识别与注册功能模块、各种硬件控制功能模块等;智能插件功能程序包括开入开出逻辑控制、参数管理功能模块、报文收发与拼接功能模块等;后台配置工具包括文件、程序的上传下载功能模块、定值参数的调取与修改功能模块、记录和波形的查看和分析功能模块等。