雙CPU高壓功率調(diào)節(jié)器的設計

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)器的硬件和軟件實現(xiàn)方法。該裝置采用雙CPU控制和RAM資源共享技術，利用16位單片機的快速A/D采樣、處理和實時控制，提高了A/D采樣速度和測量精度，解決了單CPU電路采樣火花閃絡識別可靠性低的問題。編程采用80C196KB匯編語言的模塊化設計。關鍵詞：靜電沉淀；雙CPU控制；RAM資源共享；火花閃絡分類號：TP368；TM762文件識別碼：b產(chǎn)品編號：1006-6047(2000)01-0036-02

雙CPU設計高電壓電源調(diào)節(jié)器

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

摘要：在HWandSW，realizationconceptutfhpowersourceadjusterforelectricdustclearerissended。ItisundHecontrolLoftWocpusandapplieDatasharingTechnologyWithAdual-por TraM。16位單個微處理器用于快速/數(shù)據(jù)放大數(shù)據(jù)處理和實時控制，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。關鍵詞：電除塵；dualCPUcontrolRAMdatasharing閃光燈

1硬件設計

功率調(diào)節(jié)器的硬件設計采用雙CPU控制和RAM資源共享的電路結(jié)構(gòu)。其中測量單片機專門對esp運行的一次和二次信號進行快速采樣，并根據(jù)結(jié)果控制晶閘管、保護動作電路和D/A電路的導通角，管理單片機從事鍵盤控制、顯示管理、與上位機的通信管理，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通信導致的A/D采樣時間間隔的偏移，從而保證了火花閃絡識別的準確性和設備長期運行的可靠性。

2軟件設計

軟件采用80C196匯編語言編程，翻譯成機器語言，固化在EPROM中。程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，兩個CPU通過雙端口ram直接交換數(shù)據(jù)，占用內(nèi)存空間小，運行速度快。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、導通角恢復子模塊、導通角動態(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的識別。換句話說，二次電流波形的采樣率應盡可能高，采樣點之間的時間間隔應盡可能均勻恒定，以保證測量精度，火花閃絡的識別才能準確可靠。為了使整個程序經(jīng)濟合理的運行，A/D采樣一般采用中斷的方式進行。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通訊中斷等。)，必然會影響A/D采樣點之間的均勻性，在比較當前采樣值和以前采樣值時，必然會影響火花識別的準確性；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，還進行鍵盤控制、顯示管理、故障信息保存和與上位機的通信，采樣率不能太高，也影響測量精度，導致火花閃絡識別可能丟失或誤判。采用雙CPU控制和內(nèi)存資源 #p#分頁標題#e#

共享技術，將雙CPU進行合理分工，消除了在進行鍵控操作及上位機通信時對A/D采樣的影響，提高了對火花閃絡識別的準確度，保證了電除塵器設備長期運行的可靠性。 運用雙CPU控制及RAM資源共享技術實現(xiàn)的DKZ-141型電除塵器電源調(diào)整器已在靖遠電廠成功投入運行，經(jīng)西安熱工研究院的測試對比試驗，其結(jié)論是：更換后的調(diào)整器，運行電流、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

對火花閃絡識別的誤判，將影響電除塵器的除塵效率，而對火花閃絡漏判將可能形成強火花，甚至出現(xiàn)拉弧，造成對設備的危害。如何提高測量精度及對火花閃絡識別的準確度，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資源共享技術的基礎上，采取軟件與硬件相結(jié)合的方式，解決了這個問題，實現(xiàn)了對火花閃絡的準確、及時的識別，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、實用、先進的統(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用工 作。作者單位：傅啟文（家電力公司南京電力自動化設備總廠，江蘇 南京 210003） 陳震（家電力公司南京電力自動化設備總廠，江蘇 南京 210003） 肖友（家電力公司南京電力自動化設備總廠，江蘇 南京 210003）

參考文獻：

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(責任編輯：戴緒云)

收稿日期：1999-09-14