硬件架构模式
光纤电流互感器所运行的硬件平台,以高速双CPU 架构模式和16 位AD 作为核心元器件,包含大容量的程序FLASH、RAM、I/O 接口、SCI、SPI 等资源,大大地简化了硬件的复杂程度,提高了硬件的可靠性。主体硬件构架模式如图3 所示。
图3 主体硬件构架模式
支撑光纤电流互感器的硬件平台功能
(1)板件组成。 光纤电流互感器由通信ARM 板、采集DSP 板、光纤电流互感器板、电流互感器板、PT 板、遥信板、遥控板、电源板组成。
(2)通信ARM 板功能。 ARM 板配置了RS 232 调试口、以太网口、RS 232/485 口、GPRS 模块以及光纤通信接口,实现终端同主站之间的数据交换功能。ARM 板还拥有大容量的程序空间、SDRAM、I/O 口以及SCI、SPI、I2C、Ethernet 等接口,使用双口RAM 与采样DSP 板交换数据;芯片具有IEEE 1588 硬件支持功能,其时钟精确性能达到40ns,可满足IEC 61850 协议所需的精确对时要求。
(3)采集DSP 板功能。负责计算和分析FPGA 传输过来的采样数据,同时通过双口RAM 与通信ARM板进行数据交换,是整个设备的处理中心,最大容量可设计为40 路遥测、64 路遥信、10 路遥控,可满足10 条线路开闭所的测量和遥控的技术要求;FPGA 芯片负责收集各采集板的采样数据,同时也是命令下发的中间通道;DSP 板还拥有程序存储空间NORFLASH、RAM 等接口;另外还具有CAN 通信口、RS 232 调试口、数字量输入和输出。
(4)光纤电流互感器板功能。每块光纤电流互感器板完成6 路交流电流和2 路零序电流的采集和模数转换功能,6 路交流电流是通过接收光纤电流互感器的光信号转换为CPU 能接受的信号,2 路零序电流是通过接收传统电流互感器的电流信号转换为CPU 能接受的信号,一般采集两条线路的三项交流电流量和零序电流量。交流电流可测最大一次侧电流10000A,零序电流量程可通过电阻改变,一般为0~1A。