基于COLDFIRE硬件平台监控终端的研究与设计

摘要

本文设计的测控装置是通过对国内外测控装置做了深入的调研，采用先进的硬件和软件平台，面向变电站的间隔设计的，适用于对电厂和变电站的一、二次设备进行实时、全面的监测和控制。具备基本四遥功能，同时可完成电度计量、断路器的检同期或检无压以及简单故障录波等功能，装置的具备IEC61850网络通信功能，自我诊断及故障报警和报警指示功能，具备IRIG-B格式对钟功能。
　　硬件平台采用飞思卡尔的高性能的嵌入式32位冷火系列处理器，并配以FPGA(Field-Programmable Gate Array)和复杂可编程逻辑器件CPLD，构成多CPU平台，分别完成各自功能，充分利用了多CPU的强大处理能力，具有多串口(RS232/485)、双以太网(支持IEC61850)、LCD显示、KEY操作、GPS对时等多功能的装置。
　　软件平台采用VxWorks操作系统，VxWorks操作系统具有实时性的特点，在国内外电力系统装置中得到广泛的应用。同时将通讯管理模块、自有数据库模块、硬件端口驱动模块以及数据采集模块有机的结合在一起。在规约方面具有丰富的通讯规约库，并充分考虑主站类规约和分站类规约规约处理的异同，继承原有软件，减少重复代码并缩短规约开发的周期，通过对软件模块的组态，组成许多不同的功能。装置同时支持PLC功能和IEC61850功能，实现不同厂家装置的互通和互操作。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 本文的主要工作

第二章 新型综合监控装置系统分析

第三章 新型综合监控装置硬件的设计

3．1 CPU插件

3．1．1 CPU插件的硬件设计

3．1．2 处理器MCF5275介绍

3．1．3 GPS时钟信息

3．2 ACAI插件及ACAI算法

3．3 DCAI插件

3．4 DI插件

3．5 DO插件

3．6 AO插件

3．7 COM插件

3．8 POWER插件

第四章 新型综合监控装置软件的设计

4．1 装置软件的总体说明

4．2 操作系统VXWORKS

4．3 板级支持包(BSP)

4．3．1 板级支持包(BSP)

4．3．2 板级支持包与VXWORKS

4．3．3 板级支持包的组成

4．3．4 板级支持包的开发

4．3．5 Tornado目录结构

4．3．6 VXWORKS映像及启动顺序

4．4 板级CPLD／FPGA程序

4．4．1 CPU板件的CPLD程序

4．4．2 ACAI和DCAI板件的FPGA程序

4．4．3 DI和DO板件的CPLD程序

第五章 总结与展望

参考文献

致谢