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ARM嵌入式系统在GIS在线监测中的应用为满足IEC61850 标准对变电站自动化系统及智能设备提出的互操作性、实时性和稳定性要求，将32b处理器ARM (advanced RISC machine) 及嵌入式操作系统uClinux引入封闭式组合电器(GIS) 的在线监测领域。根据GIS在线监测的需要，设计了以太网通信和CAN (controller area network) 总线通信的硬件电路及软件。应用测试结果表明：基于ARM 和uClinux 中TCP/IP 协议栈的以太网通信，可以实现GIS 在线监测系统的互操作性，并保证在通信功能上的长期稳定性；以ARM 为核心的嵌入式系统硬件，可以保证监测装置的稳定性、实时性和可扩充性。故基于ARM 和uClinux 的GIS 在线监测系统可以满足IEC61850 标准对互操作性、稳定性和实时性的要求。关键词： 断路器；在线监测系统；嵌入式系统；互操作性 引言 GIS (gas insulated switchgear) 是输配电和变电领域有着广泛和重要应用的电力设备。GIS的封闭性结构加大了运行维护的难度，其故障隐患更难发现，可能造成的损失会更大。为了能够实时地、准确地了解GIS 运行状态，及时发现和消除故障隐患，对GIS 实行在线监测就显得尤为重要。 为了规范电力行业自动化系统发展，国际电工委员会提出IEC61850 标准，它针对变电站自动化系统及智能设备提出了互操作性和稳定性的要求。互操作性是指在两个或两个以上的系统之间可以直接、有效地共用数据和信息。另外，该体系还要求自动化系统在通信功能上具备长期稳定性，可在较长时间内适应通信技术的快速发展。 鉴于IEC61850 体系对变电站自动化系统提出的确要求，本文对国内主要几种变电站在线监测系统进行了研究。在现有在线监测系统中，通常采用现场总线CAN (controller area network) 作为系统的主通信方式，装置中多采用16 位单片机为核心。该模式在运行中已显示出局限性，例如CAN 作为主通信方式限制了本系统与其他系统进行深层次的互操作; 其次，芯片对外接口相对单一，难以保证系统功能的自由配置，局部功能调整往往要影响到整个系统。研究表明，在ARM (advanced RISC machine)上运行的嵌入式操作系统uClinux 实现以太网通信，能够保证GIS在线监测系统的互操作性和在通信功能上的长期稳定性，故将ARM 嵌入式系统引入GIS 在线监测研究领域。 基于ARM 的嵌入式系统 ARM 采用先进微控制器总线结构AMBA (advanced microcontroller bus architecture) 的模块化设计，具有综合、快速和高性能价格比的优点 。在ARM 处理器中具备ICE-RT 功能单元，通过它可以在代码的任何部分，甚至于在ROM 中设置断点，这就降低了装置调试难度，为装置的稳定性奠定了基础。 在ARM 处理器中，采用32b定长指令和三段流水线指令操作(如图1所示) ，指令执行分为3 个阶段：取指、译码和执行。流水线允许几个操作同时进行，在执行第1条指令期间，第2条指令开始译码，同时第3条指令从存储器中被取出，故取指、译码和执行3部分可以同时进行，这就保证了处理器的高速处理性能。
图1 三段流水线操作
图2 在线监测系统框图 上一篇：DS18B20的读写程序 下一篇：FPGA与CPLD的区别 监测 在线 嵌入式 系统 通信 CAN 装置 程序 监测 在线 嵌入式 系统 通信 CAN 装置 程序 |
