基于arm嵌入式水电站监控系统现地测控单元的设计

《基于arm嵌入式水电站监控系统现地测控单元的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据·70·工业仪表与自动化装置2011年第3期基于ARM嵌入式水电站监控系统现地测控单元的设计边玉国(兰州工业高等专科学校电气工程系，兰州730050)摘要：从当前水电站监控系统的现状出发，结合计算机技术发展的趋势，根据嵌入式操作系统斗C／OS—II的技术特性，以斗C／OS—II嵌入式操作系统和微处理器ARM为核心，设计了一个水电站监控系统现地测控单元。关键词：监控系统；测控单元；ARM；斗C／OS—II操作系统中图分类号：TP273+．5文献标识码：B文章编号：1000一0682(2011)03—0070—02Researchofthelocalm

2、e嬲urementandcontrolunitofhydropowers伽onmoIlitorandcontrolsyste】mb嬲edonAIuⅥembeddedtechnolO舒BIANYuguo(日嗽如以E，彬，Ⅻ咖g啪Ⅲ眦矿k砌∞P0伽e如n记以c0Z妇P，k，如oⅡ730050，傩i，ld)Abstract：Staningf而mthecun．enthydmpowerstationmonitorandcontrolsystemofthestatus，withthetrendofdevelopmentofcomputertechnology，acco

3、rdingtotechnolog)，featuresofembeddedoperatingsystem斗C／OS—II，using斗C／OS—IIembeddedopemtingsystemsandtheARMmicropmcessorasthecore，tllispaperdesignsalocalme鹪urementandcontmlunits0fhydropowerstationmonitorandcontmlsystem．Keywords：rnonitor锄dcontrolsystem；measurementandcontrolunit；ARM；斗

4、C／OS一Ⅱcon咖lsystem0引言水电站系统作为电网的基本环节，其自动化水平的高低直接影响着电网安全稳定运行水平，于是水电站监控系统得到了迅猛的发展，成为衡量电力企业自动化水平的重要依据。该文以水电站监控系统现阶段的技术为参考，设计开发了一种基于ARM内核的高性能的嵌入式微处理器和嵌入式实时操作系统的水电站监控系统现地测控单元。将水电站的二次设备(包括测量、控制、保护和远动等)经过功能组合而形成的标准化、模块化、网络化和功能化的现代化计算机综合控制系统，适应了现代生产发展和能源管理的要求。l硬件设计传统的以单片机为核心的控制系统，可以满足功耗低、可靠

5、性高、体积小等要求，但它的图形处理收稿日期：20lO—09一Ol作者简介：边玉国(1975)，男，甘肃兰州市人，讲师，研究方向为电力系统及其自动化。能力比较差，而且它在网络方面也有很大的局限性，组网能力差，很难组成大型的网络测控系统，常孤立于Intemet网络之外。为了借助Intemet网络实现网络化，通常中间通过工控机转接，与工业控制网、各种总线技术、局域网以及Intemet网络进行连接?组成大型的网络测控系统，但是融合各种通信协议的能力不是太好，通信接口比较单一，而且工控机体积比较大，移动性差，抗震、防尘能力也比较差，对环境要求比较高。为此，把操作系统

6、引入嵌入式控制系统，不仅可以简化控制软件的设计，且在多任务的实时操作系统环境下可提高cPu的利用率，使传统的嵌入式系统和Intemet相结合；但Intemet网络的通信协议对系统的存储器和运算速度有相当高的要求，目前大多数嵌入式系统采用的8位或16位单片机很难满足要求。随着32位ARM内核的高性能微控制器的推广，存储器容量和运算速度都能够满足实现Intemet通信协议的要求，使理想变为现实。在水电站监控系统现地微机测控单元中，大量的现场实时数据需要及时、迅速地传输。数据采集模块主要完成实时数据采集，被采集的数据由嵌入万方数据2011年第3期工业仪表与自动化

7、装置·71·式CPU进行处理后随时向用户提供各种统计报表和整个控制过程的具体数据，同时嵌入式CPU根据接收的过程参数进行判断处理并通过输出模块发送各种控制、调节命令。ARM嵌入式水电站监控系统现地测控单元硬件平台结构如图1所示。图l现地测控单元嵌入式硬件平台结构ARM嵌入式平台主要完成以下功能：对电压、电流、功率因数、有功、无功、进出水管压力、发动机各部分温度等信号进行采样，A／D转换；对所采集到的数据进行计算分析，得出各种监测参数；将采集到的数据转变成遵循TCP／IP协议的形式，然后上传到Intemet上。工作人员可以通过Intemet实时浏览在线监测信

8、息。该平台从功能上可分为测控部分，液晶显示及键盘阵列部分，数据存储