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电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器

摘要

本发明涉及电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器,由硬件系统和软件系统组成,其特征在于:硬件系统包括DSP的控制核心单元,同步信号电路、触发脉冲电路、数字量输出电路、数字量输入电路、模拟量采集、通讯连接、人机显示、操作键盘、电源模块、光电隔离;软件系统的正常运行启动由系统上电复位或键盘复位开始运行,经过初始化后交由DSP/BIOS操作系统管理控制软件中断模块、硬件中断模块、任务模块。本发明解决了电除尘用三相晶闸管调压高压直流电源的存在问题,增加控制系统可靠性,加入电除尘系统的整体优化,才能使提高电除尘效果,达到环保要求。

著录项

  • 公开/公告号CN101780436A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2010-07-21

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 金华大维电子科技有限公司;

    申请/专利号CN200810120918.4

  • 发明设计人 施小东;祝建军;施建伟;施秦峰;

    申请日2009-01-20

  • 分类号B03C3/66(20060101);B03C3/68(20060101);

  • 代理机构33230 杭州赛科专利代理事务所;

  • 代理人陈辉

  • 地址 321002 浙江省金华市金东新区科技企业创业中心西区4幢

  • 入库时间 2023-12-18 00:05:42

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-11-08

    专利权质押合同登记的生效 IPC(主分类):B03C3/66 登记号:Y2019330000116 登记生效日:20191016 出质人:浙江大维高新技术股份有限公司 质权人:中国建设银行股份有限公司金华分行 发明名称:电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器 授权公告日:20121212 申请日:20090120

    专利权质押合同登记的生效、变更及注销

  • 2016-06-08

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):B03C3/66 变更前: 变更后: 申请日:20090120

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2012-12-12

    授权

    授权

  • 2010-09-15

    实质审查的生效 IPC(主分类):B03C3/66 申请日:20090120

    实质审查的生效

  • 2010-07-21

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明是一种用于电除尘的嵌入式控制管理系统,具体涉及一种电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器,其基于三相晶闸管调压控制高压直流电源,优化二次高压输出,优化振打输出,监控除尘器实时工作状态,是电除尘控制管理,达到除尘环保要求最核心的部件。

背景技术

电除尘用三相晶闸管调压高压直流电源具有供电平衡、电能利用率高、二次输出功率大波纹系数小等优点,是一种能够有效提高除尘效率的电源,可以用于绝大部分现有两相电除尘电源的升级改造。同时它也有二次侧闪络放电强度高、能量大,产生强烈二次采样干扰信号;一次侧在三相晶闸管调幅过程中,也产生了许多高次谐波,使电源的电压波形发生畸变的缺点。现有的控制器是基于电除尘单个电场信号的简单反馈控制,很难满足日益严格环保要求。现有控制器与上位机管理系统连接,采用非标自定义通讯协议,实现组态复杂,难度大。控制核心采用单片机芯片,单片机的处理能力、速度较弱,数字量IO及模拟通道接口少,普遍存在结构复杂,导致抗干扰能力差、可靠性差、可扩展性差的问题,受到单片机处理能力制约,很难实现电除尘系统的整体优化。所以,需要采用新的控制系统,解决了电除尘用三相晶闸管调压高压直流电源的存在问题,增加控制系统可靠性,加入电除尘系统的整体优化,才能使提高电除尘效果,达到环保要求。

发明内容

为了克服上述缺陷,本发明提供一种电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器,由硬件系统和软件系统组成。硬件系统按模块化进行设计,控制核心单元是基于DSP2812芯片,无扩展,单芯片完成模拟量、数字量、通讯功能,极大减少了外围扩展电路,降低了系统的复杂性,提高了系统的可靠性。控制核心单元DSP2812,时钟频率可达150MHZ,具有高速的处理能力,使系统实时采集处理数据的能力极大提高,系统控制的准确性、可靠性提高。软件系统,采用C++语言编程,按功能把程序代码分为若干个程序模块,软件核心基于DSP2812控制芯片的DSP/BIOS操作系统,DSP/BIOS操作系统完成软件中断服务程序、硬件中断服务程序、不同任务间调度的管理和内部硬件模块的初始化,采用DSP/BIOS操作系统后,软件系统各部分功能模块结构的清晰,同时软、硬中断、任务管理复杂性极大降低,软件的系统稳定性增强。硬件系统中的电源模块,为嵌入式控制器的各个功能模块提供独立工作电源,提高系统抗干扰能力。硬件系统外围接口电路与DSP核心控制单元的连接全部采用光电隔离的方案,完全杜绝了外围接口对DSP核心控制单元的干扰,特别是二次侧高压闪络放电时,二次模拟量采集电路对DSP核心控制单元的冲击完全隔离,系统抗干扰能力获得极大提高。硬件系统的人机显示、操作键盘与软件系统的液晶显示软件中断、键盘扫描软件中断实现人机接口功能,采用工业宽温型320X240液晶屏,可以方便查看实时运行参数、设定参数,查看实时运行曲线波形、历史曲线波形,方便分析电除尘运行情况;硬件系统的数字量输入、数字量输出与数字量I/O软件中断,完成外部输入数字量采集与数字量输出控制;硬件系统的模拟量采集电路与软件系统的模拟量采集硬件中断完成外部模拟量反馈信号的采集,系统根据实时采集的三相交流输入电压、三相交流输入电流、二次电压、二次电流、整流变油温、烟气浊度、锅炉负荷反馈信号,调节三相晶闸管的导通角,调节输出,实现单台控制器的小闭环控制。同步信号电路、触发脉冲电路与同步信号硬件中断完成对三相晶闸管调压控制,同步信号提供三相晶闸管基准时间,触发脉冲电路完成控制器脉冲信号的隔离转换输出控制。通讯接口电路与通讯接口硬件中断实现控制器的通讯功能,COM1通讯口支持MODBUS通讯协议,实现远距离与的上位机通讯连接。COM2通讯口,实现通道内各个控制器的数据共享,实现大闭环反馈控制。软件系统的初始化,完成程序的控制参数的初始化与DSP芯片特殊功能的配置。软件系统的异常管理,当软件异常时,产生看门狗复位信号,使软件重新开始运行。

本发明硬件部分实现的主要功能:

1、三相A、B、C三路两级光电隔离同步信号,

2、完全相互独立带LED指示的六路两级光电隔离晶闸管调幅脉冲信号,

3、八路光电隔离带LED指示开关数字量状态输入信点,

4、七路光电隔离带LED指示加继电器隔离无源触点开关数字量输出点,

5、带LED通讯指示光电隔离R485通讯接口,

6、带LED通讯指示光电隔离R422通讯接口,

7、光电隔离三相交流输入电压模拟量测量,

8、光电隔离三相交流输入电流模拟量测量,

9、光电隔离变压器二次直流模拟量测量,

10、光电隔离变压器油温模拟量测量,

11、光电隔离4-20mA模拟量测量,

12、320X240液晶屏人机显示界面,

13、机操作键盘。

软件系统具有极其简单的结构,软件系统的正常运行启动由系统上电复位或键盘复位开始运行,经过初始化后交由DSP/BIOS操作系统管理控制软件中断模块、硬件中断模块、任务模块。当软件异常时,产生看门狗复位信号,使软件重新开始运行。

本发明软件系统主要完成功能:

1、基于同步中断的三相晶闸管触发脉冲输出管理程序,可根据反馈信号快速调节电除尘二次输出,使电除尘电场处于最佳工作点。

2、基于R485MODBUS通讯协议的从站功能,方便于用户上位机系统的连接。

3、基于R485MODBUS通讯协议的主站功能,实现电除尘通道内的电场优化管理。

4、液晶屏采用人性化设计,提供文本参数显示和图形曲线显示文字显示,实时动态跟踪显示电除尘二次电流曲线、二次电压曲线、二次伏安曲线及记录历史运行曲线。

5、人性化键盘扫描与处理程序,液晶实时显示当前键盘状态,提示光标位置。

6、完善故障保护处理程序。

7、具有设定参数断电保存记忆功能。

本发明解决了电除尘用三相晶闸管调压高压直流电源的存在问题,增加控制系统可靠性,加入电除尘系统的整体优化,才能使提高电除尘效果,达到环保要求。

附图说明

图1:硬件系统方框图;

图2:三相同步信号电路;

图3:三相脉冲信号电路;

图4:数字量输入开关电路;

图5:数字量输出开关电路;

图6:模拟量两光耦隔离线性放大器;

图7:变压器输入三相交流电压采集电路;

图8:变压器输入三相交流电流采集电路;

图9:变压器输出二次电压电流采集电路;

图10:变压器油温监测电路;

图11:4-20mA模拟量采集电路;

图12:通讯接口电路;

图13:人机接口操作键盘接口电路;

图14:人机显示接口电路;

图15:DSP控制核心单元;

图16:DSP控制核心电源;

图17:外部接口电路电源见图;

图18:同步脉冲与触发电路电源;

图19:软件系统图;

图20:软件总流程;

图21:初始化流程;

图22:读取EEPROM里保存的运行参数;

图23:参数日历软件中断;

图24:数字量I/O键盘扫描软件中断;

图25:数字量输出点控制输出;

图26:故障保护处理流程图;

图27:液晶显示软件中断;

图28:主机功能通讯管理软件中断;

图29:串口COM2发送中断;

图30:串口COM2接收中断、串口COM2通讯定时中断;

图31:COM1通讯接口中断;

图32:DI11同步中断;

图33:DI12同步中断;

图34:DI13同步中断;

图35:模拟量采集硬件中断;

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明:

硬件系统

硬件系统见图1所示:电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器的硬件系统包括DSP的控制核心单元1,同步信号2、触发脉冲3、数字量输出4、数字量输入5、模拟量采集6、通讯连接7、人机显示8、操作键盘9、电源模块10、光电隔离11。系统采用模块化设计,外围数字量输入输出、模拟量信号采集、通讯连接全部采用光电隔离方案,杜绝了外围接口电路对控制核心单元干扰,提高了系统的稳定性。人机显示界面、操作键盘直接与DSP的控制核心单元连接。其中光电隔离11,应用于每个具体模块中,非独立电路给出。以下为每个系统功能模块的详细描述:

三相同步信号电路原理见图2:属于图1硬件系统-同步信号2模块部分电路三相AC380V 50HZ电源AC_A、AC_B、AC_C直接引入三相同步信号发生器,经过转化后,产生三路过零方波三相同步信号。A相同步信号经电阻R55,接入第一级光电隔离芯片U2(A单元),再经电阻R56,接入第二级光电隔离芯片U3(A单元),最后在电阻R57上的信号点接入DSP_D_INPUT数字输入引脚DI11。B相同步信号经电阻R65,接入第一级光电隔离芯片U2(B单元),再经电阻R66,接入第二级光电隔离芯片U3(B单元),最后在电阻67上的信号点接入DSP_D_INPUT数字输入引脚DI12。C相同步信号经电阻R75,接入第一级光电隔离芯片U2(C单元),再经电阻R66,接入第二级光电隔离芯片U3(C单元),最后在电阻R57上的信号点接入DSP_D_INPUT数字输入引脚DI13。U_TB,GND_TB为运行放大器电源,可接入DC12V。

DSP_D_INPUT数字输入引脚:

见图15DSP控制核心单元三路同步信号输入DI11 DI12 DI13

三相脉冲信号电路原理见图3:属于图1硬件系统-触发脉冲3模块部分电路

该电路产生完全相互独立的六路两级光电隔离晶闸管调幅脉冲信号。

VT1脉冲原理:DSP_D_OUTPUT数字量输出脚DO13输出高电平时,经电阻R115,U112第一级光电隔离器导通,U111第二级光电隔离器经发光二极管D112,电阻R114导通,发光二级管D112点亮,指示VT1有脉冲输出。电阻R113、R112与Q111 PNP三极管组成信号放大电路,U111导通时,Q111基极有电流流过,Q111导通,电流经电阻R111,从VT1的触发极G1,流向阴极K1,VT1导通。当CPU输出低电平时,无脉冲信号输出。U_VT1触发电路电源为DC+12V。

VT2脉冲原理:DSP_D_OUTPUT数字量输出脚DO14输出高电平时,经电阻R125,U122第一级光电隔离器导通,U121第二级光电隔离器经发光二极管D122,电阻R124导通,发光二级管D122点亮,指示VT2有脉冲输出。电阻R123、R122与Q121 PNP三极管组成信号放大电路,U121导通时,Q121基极有电流流过,Q121导通,电流经电阻R121,从VT2的触发极G2,流向阴极K2,VT2导通。当CPU输出低电平时,无脉冲信号输出。U_VT2触发电路电源为DC+12V。

VT3脉冲原理:DSP_D_OUTPUT数字量输出脚DO15输出高电平时,经电阻R135,U132第一级光电隔离器导通,U131第二级光电隔离器经发光二极管D132,电阻R134导通,发光二级管D132点亮,指示VT1有脉冲输出。电阻R133、R132与Q131 PNP三极管组成信号放大电路,U131导通时,Q131基极有电流流过,Q131导通,电流经电阻R131,从VT3的触发极G3,流向阴极K3,VT3导通。当CPU输出低电平时,无脉冲信号输出。U_VT3触发电路电源为DC+12V。

VT4脉冲原理,DSP_D_OUTPUT数字量输出脚DO16输出高电平时,经电阻R145,U142第一级光电隔离器导通,U141第二级光电隔离器经发光二极管D142,电阻R144导通,发光二级管D142点亮,指示VT1有脉冲输出。电阻R143、R142与Q141 PNP三极管组成信号放大电路,U131导通时,Q141基极有电流流过,Q141导通,电流经电阻R141,从VT4的触发极G4,流向阴极K4,VT4导通。当CPU输出低电平时,无脉冲信号输出。U_VT4触发电路电源为DC+12V。

VT5脉冲原理:DSP_D_OUTPUT数字量输出脚DO17输出高电平时,经电阻R155,U152第一级光电隔离器导通,U151第二级光电隔离器经发光二极管D152,电阻R154导通,发光二级管D152点亮,指示VT1有脉冲输出。电阻R153、R152与Q151 PNP三极管组成信号放大电路,U131导通时,Q151基极有电流流过,Q151导通,电流经电阻R151,从VT5的触发极G5,流向阴极K5,VT5导通。当CPU输出低电平时,无脉冲信号输出。U_VT5触发电路电源为DC+12V。

VT6脉冲原理:DSP_D_OUTPUT数字量输出脚DO18输出高电平时,经电阻R165,U162第一级光电隔离器导通,U161第二级光电隔离器经发光二极管D162,电阻R164导通,发光二级管D162点亮,指示VT1有脉冲输出。电阻R163、R162与Q161 PNP三极管组成信号放大电路,U131导通时,Q161基极有电流流过,Q161导通,电流经电阻R161,从VT6的触发极G6,流向阴极K6,VT6导通。当CPU输出低电平时,无脉冲信号输出。U_VT6触发电路电源为DC+12V。

阻容吸收:R110,C110构成VT1、VT2阻容吸收回路。R130,C130构成VT3、VT4阻容吸收回路。R150,C150构成VT5、VT6阻容吸收回路。主要作用是对晶闸管开关过程中进行过压保护。

DSP_D_OUTPUT数字量输出脚:

见图15DSP控制核心单元六路触发脉冲输出DO13 DO14 DO15 DO16 DO17 DO18

数字量输入开关电路原理见图4:属于图1硬件系统-数字量输入5模块部分电路

该电路可供8路数字开关量信号输入,用DC24V电源供电。

I0.0为主回路合闸数字量输入,其工作原理:当主回路KM1吸合时,电流经电阻R301,发光二极管D302(D302点亮,指示输入状态),U301光电隔离器导通,电流过电阻R303在DSP_D_INPUT数字输入引脚DI01产生高电平。高电平时,外部开关触点闭合,即主回路合闸,低电平时,外部开关触点端开,即主回路断开。电阻R302,主要起分压限幅的作用,二极管D301防止电源极性接反。

I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7分别为隔离开关合闸、重瓦斯、轻瓦斯/低油位、远程启停、阳打状态、阴打状态、备用数字量输入。

I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7数字量输入原理相同I0.0。

DSP_D_NPUT数字输入引脚:

见图15DSP控制核心单元8路数字量开关信号输入DI01 DI02 DI03 DI04 DI05 DI06DI07 DI08

数字量输出开关电路原理见图5:属于图1硬件系统-数字量输出4模块部分电路

该电路连接7路数字开关量控制输出,输出为全部为无源触点。

Q0.1数字量输出的工作原理:DSP需要控制外部闭合时,DSP_D_OUTPUT数字量输出脚输出高电平,经电阻R201,U201光电隔离器导通,电流通过R202产生高电平,U311高压大电流达林顿管阵列B1脚高电平,达林顿管导通,脚/C1低电平,K1继电器线圈通电,K1吸合,Q0.1闭合。同时,电流经电阻R203流过发光二极管D201,D201点亮,指示Q0.1当前为吸合状态。

Q0.2报警信号输出、Q0.3故障信号输出、Q0.4运行状态输出、Q0.5阳打启动输出、Q0.6阴打启动输出、Q0.7备用输出原理相同设备启停输出Q0.1

DSP_D_OUTPUT数字量输出脚:

见图15DSP控制核心单元二路数字量开关信号输出DO06 DO07;五路数字量开关信号输出DO01 DO02 DO03 DO04 DO05

模拟量两光耦隔离线性放大器见图6:属于图1硬件系统-模拟量采集-光电隔离11模块电路的核心是采用两个同型号的光电耦合器输入端串联,组成差分负反馈,以补偿光耦的非线性电流传输系数。两光耦合器本身虽然是非线性的,但其非线性程度相同,故产生相互抵消作用。为了获得线性特性,采用单片集成的双光电耦合器TLP521-2或四光电耦合器TLP521-4,光电耦合器集成在一个芯片内,可保证其特性基本一致。

调理后的模拟量接入AI_INPUT,经电阻R1接入运算放大器U1的反相端,运算放大器输出端与光电耦合器芯片内两个单元U2A、U2B的输入端串联,并接入限流电阻R4。光电耦合器U2B、电位器RX1、电阻R3、R2组成运算放大器负反馈。调节电位器RX1的位置,可增大或减小负反馈电压,调节信号放大比例。信号经光电耦合器U2A隔离后,经电阻R5、R6分压,接入CPU的A/D转换通道。电容C1,提高运放放大的稳定性。二极管D1,主要作用是极性保护,当输入模拟量为正时,二极管D1导通,形成负反馈。

本接口电路的所有模拟电路均采用该方案进行隔离采样。

变压器输入三相交流电压采集电路见图7:属于图1硬件系统-模拟量采集6模块电路

该电路主要完成变压器输入三相电压UAB、UBC、UCA采样,具体实现方式如下:

电压UAB经AM11变送模块转化成4-20mA电流信号,通过50欧姆R402电阻转化成0.2V-1V电压,经过由U11A、R403、R404反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW01。D401瞬变电压抑制器,C401滤波电容,起保护抗干扰作用。

电压UBC经AM12变送模块转化成4-20mA电流信号,通过50欧姆R412电阻转化成0.2V-1V电压,经过由U11B、R413、R414反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW02。D411瞬变电压抑制器,C411滤波电容,起保护抗干扰作用。

电压UCA经AM13变送模块转化成4-20mA电流信号,通过50欧姆R422电阻转化成0.2V-1V电压,经过由U11C、R423、R424反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW03。D421瞬变电压抑制器,C421滤波电容,起保护抗干扰作用。

DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元三相输入电压AIW01 AIW02 AIW03

变压器输入三相交流电流采集电路见图8:属于图1硬件系统-模拟量采集6模块电路

该电路主要完成变压器输入三相电流IA、IB、IC采样,具体实现方式如下:

A相电流IA通过变比为1A电流互感器接入2欧姆的电阻R520,将电流信号转变成0-2V变化的电压信号,经电阻R521、R522分压后,信号经过绝对值电路(绝对值电路由运放U21A、U21B、R523、R524、R525、R526、D522、D523、C522组成,放大系数1)转变后,经过由U21C、R527、R528反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW04。D521双向瞬变电压抑制器,C521滤波电容,VR521压敏电阻,起保护抗干扰作用。

B相电流IB通过变比为1A电流互感器接入2欧姆的电阻R530,将电流信号转变成0-2V变化的电压信号,经电阻R531、R532分压后,信号经过绝对值电路(绝对值电路由运放U31A、U31B、R533、R534、R535、R536、D532、D533、C532组成,放大系数1)转变后,经过由U31C、R537、R538反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW05。D531双向瞬变电压抑制器,C531滤波电容,VR523压敏电阻,起保护抗干扰作用。

C相电流IC通过变比为1A电流互感器接入2欧姆的电阻R540,将电流信号转变成0-2V变化的电压信号,经电阻R541、R542分压后,信号经过由运放U41A、U41B、R543、R544、R545、R546、D542、D543、C542组成的绝对值电路转变后,经过由U41C、R547、R548反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW06。D541双向瞬变电压抑制器,C541滤波电容,VR541压敏电阻,起保护抗干扰作用。

DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元三相输入电流AIW04 AIW05 AIW06

变压器输出二次电压电流采集电路见图9:属于图1硬件系统-模拟量采集6模块电路

二次电流I2采样电路:二次电流I2取样输入的范围0-3V电压(通过二次电流取样电阻R12转换而得,R12为欧姆级,并联在R12上回路电阻为千欧级,R12上的电压基本保持恒定),电流流过二次电流表PA2、可调电位器RXI2、电阻R501、电阻R502,改变RXU2校正电位器阻值,表头回路内阻增大或减小,同一电压下,表头流过的电流增大或减小,二次电流表显示值改变,D501为保护表头的二级管;电阻R502的电压,接入由U24A、R503、R504反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW08。D502瞬变电压抑制器,C501滤波电容,VR501压敏电阻,D503瞬变电压抑制器,C502滤波电容,起保护抗干扰作用。

二次电压U2采样电路:二次电压U2取样通过高压电阻R11与电阻R12分压后,接到二次电压表PV2、可调电位器RXU2、电阻R511、电阻R512,改变RXU2校正电位器阻值,表头电路与分流电阻R510流过电流发生改变,二次电压表显示值改变,D511为保护表头的二级管;电阻R512的电压,接入由U24C、R513、R514、R515同相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW07。D512瞬变电压抑制器,C511滤波电容,VR511压敏电阻,D513瞬变电压抑制器,C512滤波电容,起保护抗干扰作用。DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元二次电压、二次电流AIW07 AIW08

变压器油温监测电路见图10:属于图1硬件系统-模拟量采集6模块电路

变压器油温监测电路利用U27MAX6325EPA产生精密基准电压源,C561、C562、C563、C564为滤波电容,基准电压源为由精密电阻(R551、R552、R553),RTD(PT100热电阻)组成的测温电桥供电,电路采用三线制接口减小RTD导线连接产生的误差,电桥经R555、C551、R556、C552滤波后,接入由R557、R558、U26A、R559、R560组成的差动放大器放大,再接入由U26B、R561、R562反相放大器调理,经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚。D551、D552瞬变电压抑制器,C553、C554运放电源滤波。

DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元变压器油温AIW11

4-20mA模拟量采集电路见图11:属于图1硬件系统-模拟量采集6模块电路

烟气浊度信号:4-20mA烟气浊度信号通过50欧姆R432电阻转化成0.2V-1V电压,经过由U12A、R433、R434反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW12。D431瞬变电压抑制器,C431滤波电容,起保护抗干扰作用。

DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元烟气浊度AIW12

锅炉负荷信号:4-20mA锅炉负荷信号通过50欧姆R442电阻转化成0.2V-1V电压,经过由U12B、R443、R444反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW13。D441瞬变电压抑制器,C441滤波电容,起保护抗干扰作用。

DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元锅炉负荷AIW13

模拟量备用1:4-20mA信号通过50欧姆R452电阻转化成0.2V-1V电压,经过由U12C、R453、R454反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW14。D451瞬变电压抑制器,C451滤波电容,起保护抗干扰作用。

DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元模拟量备用1 AIW14

模拟量备用2:4-20mA信号通过50欧姆R462电阻转化成0.2V-1V电压,经过由U12D、R463、R464反相放大器调理后,再经光电隔离放大器隔离放大后,送入DSP模拟量引脚AIW15。D461瞬变电压抑制器,C461滤波电容,起保护抗干扰作用。

DSP模拟量引脚:见图15DSP控制核心单元模拟量备用2 AIW15

通讯接口电路见图12:属于图1硬件系统-通讯连接7模块部分电路

COM1R422通讯口:该通讯接口采用四线制RX-、RX+、TX-、TX+加GND信号地方式,U622芯片RS422通讯接口芯片。DSP通讯发送引脚PTXA、通讯发送使能引脚EA,首先通过U600 SN74LVC4245DB进行3.3V与5V电平转化。发送允许使能输出高电平时,经过电阻R614点亮D612 LED发送允许指示灯,同时由电阻R615、R616、光耦U611B组成光电隔离回路截止,U622的发送允许使能4脚高电平,发送允许。不发送数据时发送脚输出高电平信号时,D611 LED指示灯熄灭。发送数据时且为低平时,D611 LED发送指示灯经过电阻R611点亮,指示灯闪烁,指示有数据在传送。电阻R612、R613、光耦U611A为光电隔发送输出。光耦U611A截止时,数据高电平输出;光耦U611A导通时,数据低电平输出。没有接收到数据,接收为高电平D613指示灯熄灭,光耦U611D截止。接收到数据且为低平时,D613发送指示灯经过电阻R617点亮,指示灯闪烁,指示有数据在接收。光耦U611D截止时,R618与DSP连接的PRXA引脚高电平。光耦U611D导通时,R618与DSP连接的PRXA引脚低电平。

DSP引脚连接:见图15DSP控制核心单元串口COM1 PRTXA PRXA EA

COM2R485通讯口:该通讯接口采用两线制A+、B-加GND信号地方式,U622芯片RS485通讯接口芯片。DSP通讯发送引脚PTXB、通讯发送使能引脚EB,首先通过U600SN74LVC4245DB进行3.3V与5V电平转化。发送允许使能输出高电平时,经过电阻R624点亮D622LED发送允许指示灯,同时由电阻R625、R626、光耦U621B组成光电隔离回路截止,U622的发送允许使能4脚高电平,发送允许。不发送数据时发送脚输出高电平信号时,D621 LED指示灯熄灭。发送数据时且为低平时,D621 LED发送指示灯经过电阻R621点亮,指示灯闪烁,指示有数据在传送。电阻R622、R623、光耦U621A为光电隔发送输出。光耦U621A截止时,数据高电平输出;光耦U621A导通时,数据低电平输出。没有接收到数据,接收为高电平D623指示灯熄灭,光耦U621D截止。接收到数据且为低平时,D623发送指示灯经过电阻R627点亮,指示灯闪烁,指示有数据在接收。光耦U621D截止时,R628与DSP连接的PRXB引脚高电平。光耦U621D导通时,R628与DSP连接的PRXA引脚低电平。

DSP引脚连接:见图15DSP控制核心单元串口COM2 PRTXB PRXB EB

人机接口操作键盘接口电路见图13:属于图1硬件系统-键盘操作9模块部分电路

“复位”键:重新初始化程序,启动系统。

“启/停”键:系统停机时开启系统或系统运行时关闭系统。

“修改”键:修改设定参数。

“功能”键:按键特殊功能选择切换。

“▲”键:翻上一页,或增大参数。

键:翻下一页,或减小参数。

人机接口操作键盘与DSP引脚连接:见图15DSP控制核心单元键盘接口JP01 JP02 JP03JP04 JP05;复位RESET系统数字信号地

人机显示接口电路见图14:属于图1硬件系统-人机显示8模块部分电路

人机显示接口电路选用了宽温液晶显示屏,工作温度为-20-+70℃;显示尺寸320X240寸;内部集成温度补偿模块及液晶驱动电压模块;高寿命的LED背光系统。液晶为5V电源,DSP为3.3V电源,液晶所有数据线、控制线经过U640、U641芯片电平隔离转换后与DSP芯片MB0-MB7及KB0-KB7引脚连接。液晶驱动电源、液晶背光电源分别用独立电源供电。DSP引脚DO11电平经过U640芯片隔离转换后,连接电阻R641驱动大功率光耦U643,打开关闭液晶背光,R642为限流电阻。系统通电时,电源经过电阻R644,点亮D642 LED电源指示灯。系统运行时,DSP引脚DO12电平经过U640芯片隔离转换后,连接电阻R643点亮D641 LED运行指示灯。

DSP引脚连接:见图15DSP控制核心单元液晶显示人机接口MB10 MB1 MB2 MB3MB4 MB5 MB7 KB0 KB1 KB2 KB3 KB4 KB5;液晶背光控制输出DO11;系统开机停止LED指示输出DO12。

DSP控制核心单元见图15:属于图1硬件系统-DSP控制核心单元1模块部分电路

DSP控制核心单元如下部分组成:

时钟:由30M晶振Y1、电容C2、电容C3与内部锁相环电路提供高达150MHz时钟频率JTAG编程口:由JP01、上拉电阻R2、R3组成JTAG口,主要用于DSP系统配置、Flash储存器编程,软件系统实时仿真。

随机存储器:U02为DSP扩展出256KB的随机存储器RAM。

参数日历EEPROM:实时时钟芯片U03通过I2C总线与DSP连接,主要用于设定参数保存、提供系统当前运行时间,日历。备用电池BT1当系统断电时为芯片U03供电,晶振Y2为实时时钟芯片U03提供基准频率、R5、R6为I2C总线上拉电阻。

ADC基准电源:由偏置电阻R4、旁路电容C4、C5及DSP内部电路为模拟量转化数字量提供基准电源。

滤波电容:C6、C7、C8、C9为系统核心电源提供滤波电容。

复位电路:由R1、C1、D1,与键盘“复位”键组成,使系统初始化重新运行。

键盘“复位”键,见图13人机接口操作键盘接口电路。

模拟量输入通道:电阻R7、可调电位器RX1组成量程设定电路。芯片U4集成温度电压转化模块用于监控控制系统工作环境温度。

三相输入电压:见图7变压器输入三相交流电压采集电路。

三相输入电流:见图8变压器输入三相交流电流采集电路。

二次电压、二次电流:见图9变压器输出二次电压电流采集电路。

变压器油温:见图10变压器油温监测电路。

浊度信号、锅炉负荷、模拟量备用1、模拟量备用2:见图114-20mA模拟量采集电路。

液晶背光控制输出、系统开机停止LED指示输出:见图14人机显示接口电路。

液晶显示人机接口:见图14人机显示接口电路。

键盘接口:见图15人机接口操作键盘接口电路。

六路触发脉冲输出:见图3:三相脉冲信号电路。

三路同步信号输入:见图2三相同步信号电路。

8路数字量开关信号输入:见图4数字量输入开关电路。

五路数字量开关信号输出、二路数字量开关信号输出:见图5数字量输出开关电路。

串口COM1:R422串口COM1连接,见图12通讯接口电路。

串口COM2:R485串口COM2连接,见图12通讯接口电路。

DSP控制核心电源见图16:属于图1硬件系统-电源10模块

为DSP控制核心单元提供了两路相互独立的电源:数字系统电源、模拟系统电源。

数字系统电源:30V交流电源经过AC/DC电源模块转化后分别输出一路1.8V电源、输出一路3.3V电源,电感L831、电容C833、C834为1.8V电源滤波,电感L832、电容C835、C836为3.3V电源滤波。

模拟系统电源:30V交流电源经过AC/DC电源模块转化后分别输出一路1.8V电源、输出一路3.3V电源,电感L841、电容C843、C844为1.8V电源滤波,电感L842、电容C845、C846为3.3V电源滤波。

外部接口电路电源见图17:属于图1硬件系统-电源10模块

通讯接口电源:8V交流电源经过ZL711桥堆整流后,电容C711、C712滤波,稳压块U711稳压,电容C713、C714输出DC+5V电源。

液晶背光电源:8V交流电源经过ZL721桥堆整流后,电容C721、C722滤波,稳压块U721稳压,电容C723、C724输出DC+5V电源。

液晶驱动电源:8V交流电源经过ZL731桥堆整流后,电容C731、C732滤波,稳压块U731稳压,电容C733、C734输出DC+5V电源。

输入输出IO电源:8V交流电源经过ZL741桥堆整流后,电容C741、C742滤波,稳压块U741稳压,电容C743、C744输出DC+5V电源。

运放电源:同名端两路相反的18V交流电源,正半波时通过二级管D751、D752输出,经电容C751、C752滤波后,稳压块U761稳压,电容C753、C754输出DC+15V电源。负半波时通过二级管D753、D754输出,经电容C755、C756滤波后,稳压块U771稳压,电容C757、C758输出DC-15V电源。+15V电源、-15V电源为集成运算放大器供电。

同步脉冲与触发电路电源见图18:属于图1硬件系统-电源10模块

VT1脉冲电源:8V交流电源经过D811桥堆整流后,电容C811、C812滤波,VT1脉冲触发电路供电,GND VT1独立,不与其他任何接地相连。

VT2脉冲电源:8V交流电源经过D821桥堆整流后,电容C821、C822滤波,VT2脉冲触发电路供电,GND_VT2独立,不与其他任何接地相连。

VT3脉冲电源:8V交流电源经过D831桥堆整流后,电容C831、C832滤波,VT3脉冲触发电路供电,GND_VT3独立,不与其他任何接地相连。

VT4脉冲电源:8V交流电源经过D841桥堆整流后,电容C841、C842滤波,VT4脉冲触发电路供电,GND_VT4独立,不与其他任何接地相连。

VT5脉冲电源:8V交流电源经过D851桥堆整流后,电容C851、C852滤波,VT5脉冲触发电路供电,GND_VT5独立,不与其他任何接地相连。

VT6脉冲电源:8V交流电源经过D861桥堆整流后,电容C861、C862滤波,VT6脉冲触发电路供电,GND_VT6独立,不与其他任何接地相连。

同步比较器电源:只为三相同步信号比较器提供电源。15V交流电源经过D871桥堆整流后,电容C871、C872滤波,稳压块U871稳压,电容C873、C874输出DC+12V电源。

GND_TB独立,不与其他任何接地相连。

软件系统

软件系统的总流程图(见图20)从软件总流程图可以看出,软件系统具有极其简单的结构,软件系统的正常运行启动由系统上电复位或键盘复位开始运行,经过初始化后交由DSP/BIOS操作系统管理控制软件中断模块、硬件中断模块、任务模块。当软件异常时,产生看门狗复位信号,使软件重新开始运行。

软件系统见图19所示:电除尘三相高压直流电源DSP嵌入式控制器的软件系统,基于DSP/BIOS操作系统①,由DSP/BIOS操作系统①提供DSP2812芯片控制底层的应用函数接口,完成任务线程管理、调度软件中断、周期函数、和idle(后台运行函数)以及外部硬件中断与各种外设管理。系统管理硬件中断有同步信号硬件中断⑤、通讯接口硬件中断⑥、模拟量采集硬件中断④。同步信号硬件中断⑤主要对硬件系统三相同步信号电路(见图2)产生的方波上升沿、下降沿进行捕获,产生中断,根据中断及其它模拟量、数字量反馈信号控制三相脉冲电路(见图3)晶闸管触发脉冲输出,调节晶闸管导通角,改变变压器的三相输入电压,从而改变电除尘输入的二次高压。通讯接口硬件中断⑥有COM1通讯中断和COM2通讯中断,对通讯接口电路(见图12)进行管理。COM1通讯中断,实现COM1的MODBUS协议通讯,上位机从机功能。COM2通讯中断与主机功能通讯管理软件中断⑧,实现COM2的MODBUS主机从机通讯功能,实现通道内每个控制器之间数据共享,实现控制器的大闭环控制。模拟量采集中断④完成三相输入电压(见图7)、三相输入电流(见图8)、二次电压、二次电流(见图9)、变压器油温(见图10)、浊度信号、锅炉负荷、模拟量备用1、模拟量备用2(见图11)的采集、计算。系统软件中断,主要由系统周期函数产生一个定时的软件中断。参数日历软件中断⑩主要读取实时时钟信号,刷新控制器日期时间,同时在有参数修改完成时,将运行参数写入EEPROM保存。液晶显示软件中断⑨主要完成人机显示接口电路(见图14)控制,在液晶显示屏上输出运行参数、运行实时曲线、历史曲线、键盘的状态、参数修改的状态等。数字量I/O、键盘扫描软件中断⑦主要完成键盘状态扫描、完成相对的键盘功能,以及数字量输入开关电路(见图4)的状态扫描、数字量输出开关电路(见图5)的控制输出。初始化②完成程序的控制参数的初始化与DSP芯片特殊功能的配置。异常管理③,当软件异常时,产生看门狗复位信号,使软件重新开始运行。各个软、硬件中断根据DSP/BIOS的操作系统配置的优先级工作。

初始化流程:见图21属于图19软件系统②-初始化

初始化程序主要完成如下工作:芯片配置完成外部扩展RAM的访问的地址空间配置、看门狗配置、时钟寄存器配置;模拟量采集配置完成模拟量采集的工作方式、模拟采集时钟、采样宽度的配置;通讯接口配置完成COM1、COM2的波特率、停止、数据位的初始化;I/O数字量配置完成多功能复位I/O的选择,数字量输出状态的初始化;液晶控制配置显示控制、数据的引脚,初始化液晶屏里控制芯片;运行参数配置,读取EEPROM里保存的运行参数(见图22);中断配置使能软件系统有用的中断、屏蔽系统不用的中断。参数日历软件中断:见图23属于图19软件系统⑩

参数日历软件中断由DSP/BIOS操作系统周期函数产生,周期固定500ms。定时读取实时时钟芯片,刷新系统日期时间,同时当有运行参数被修改时,向EEPROM保存当前修改的运行参数。

数字量I/O键盘扫描软件中断:见图24属于图19软件系统⑦

数字量I/O键盘扫描软件中断参数由DSP/BIOS操作系统周期函数产生,周期固定20ms。定时扫描键盘接口电路的按键状态,当有键盘按下时,执行特定键盘对应的功能函数,完成如显示屏翻页、运行停机、参数修改等功能。数字量输入扫描主回路合闸信号I0.0、隔离开关合闸信号I0.1、重瓦斯信号I0.2、轻瓦斯/低油位信号I0.3、远程启停信号I0.4、阳打状态信号I0.5、阴打状态信号I0.6、备用数字量输入信号I0.7的状态,根据扫描的状态改变RAM存储区里对应的数字量输入状态。

数字量输出点控制输出(见图25):设备启停Q0.1,根据系统启停信号输出,当键盘或上位机信号发出开机信号时Q0.1闭合、停机信号时Q0.1断开,主要用于控制交流接触器。运行状态输出Q0.4,当系统运行状态时显示运行Q0.4闭合,人机显示接口运行时LED指示灯亮,停止Q0.4断开,人机显示接口运行LED指示灯灭,Q0.4输出主要用于控制系统运行外部指示灯。阳打启停输出Q0.5,主要于控制阳打电机,根据阳打按钮状态工作,断开时Q0.5断开,手动时Q0.5断开闭合,自动时按阳打设定停止时间、工作时间运行,T1、T2为软件里保存停止时间计时地址、工作时间计时地址,每次中断刷新T1、T2的计时值。阴打启停输出Q0.6,主要于控制阴打电机,根据阴打按钮状态工作,断开时Q0.6断开,手动时Q0.6闭合,自动时按阴打设定停止时间、工作时间运行,T3、T4为软件里保存停止时间计时地址、工作时间计时地址,每次中断刷新T3、T4的计时值。阳打按钮状态、阴打按钮状态为软件里定义的变量,与实际按钮无关。备用输出Q0.7,仅作为备用。液晶背光也在这里控制,液晶背光状态点亮时,DSP输出脚DO11闭合,液晶背光状态熄灭时,DSP输出脚DO11断开。

Q0.2报警信号输出、Q0.3故障信号输出控制见(故障保护处理流程图图26)。系统提供全面的故障保护功能:输入开路、低油位检测、重瓦斯检测、输出短路检测、输出开路检测、三相电流限值、三相电流平衡、三相电压平衡、危险油温、临界油温。除了临界油温只输出Q0.2报警信号外,其它所有故障报警都同时输出Q0.2报警信号、Q0.3故障信号。

液晶显示软件中断:见图27属于图19软件系统⑨

液晶显示软件中断由DSP/BIOS操作系统周期函数产生,周期固定300ms,定时刷新液晶显示屏的内容。液晶显示软件中断产生时,首先判断当前显示的页码,根据页码调用相对应实时运行参数页处理程序、设定参数配方页处理程序、伏安实时曲线页处理程序、历史运行曲线页处理程序、故障记录查询页处理程序、系统参数配置页处理程序,将显示的内容转换成液晶显示对应的数据格式,存入液晶显示数据存储RAM。再把键盘的当前状态,修改写入液晶显示数据RAM。调用液晶控制程序将数据存储RAM里的数据输出到液晶屏,完成液晶屏数据刷新。数据刷新完毕以后,还要根据参数修改的状态打开关闭液晶的光标,液晶对应参数区域颜色反白。

主机功能通讯管理软件中断:见图28属于图19软件系统⑧

主机功能通讯管理软件中断由DSP/BIOS操作系统周期函数产生,周期固定100ms,实现通道内不同控制器之间的状态、数据的共享,单台控制器可以根据通道内其它控制器运行情况,对自身的输出进行调整与优化。中断产生时,首先判断是否为主机状态,不是主机状态退出中断,再判断是否正在通讯,正在通讯退出中断。没有在通讯时,判断写入数据标志是否为1,写入数据标志为0时,向每个电场读取数据,按电场号进行轮询读取,每次按电场号生成读取参数通讯代码,写入第一个数据至通讯发送缓存,并且把正在通讯标志置1,防止重复触发通讯,具体读取过程交由COM2硬件发送接收中断完成,同时设置下次的通讯电场号,每次中断电场号加1,直至大于最大电场号,读取轮询结束。写入数据标志为1,按电场号与轮询读取的每个控制器状态、数据生成通道共享参数通讯代码,写入第一个数据至通讯发送缓存,并且把正在通讯标志置1,防止重复触发通讯,具体写入通道共享参数过程交由COM2硬件发送接收中断完成,同时设置下次的通讯电场号,每次中断电场号加1,直至大于最大电场号,写入通道共享参数结束,写入数据标志为0,重新开始轮询读取每个电场的状态、数据,进入下一次循环。

COM2通讯接口中断:见图29图30属于图19软件系统⑥-通讯接口硬件中断

COM2通讯接口中断主要包括:串口COM2接收硬件中断,串口COM2发送硬件中断,串口COM2定时软件中断。

COM2支持MODBUS-RTU通讯协议,主要实现通道内控制器之间的数据共享,实现主站与从站功能。MODBUS-RTU通讯协议通过检测字符间隔时间来确定,通讯的数据的开始与结束。系统用串口COM2定时软件中断进行管理。

串口COM2发送中断(见图29)串口COM2为主机模式时,主机功能通讯管理软件中断,定时触发COM2通讯发送中断,向通道内控制器发送的数据读取或写入共享数据命令。串口COM2为从机模式时,根据主机通讯命令,发送返回数据。发送中断产生时,首先判断发送结束标志,否发送数据计数减一,不等于零,取发送数据,再计算CRC16校验码,发送数据至发送缓存区,中断返回。发送数据计数等于零,CRC16校验码至通讯发送缓存区,置结束标志。当通讯发送结束时,清结束标志,发送引脚禁用,开启接收中断,中断返回。

串口COM2接收中断(见图30),通讯接收缓存区有数据时,产生COM2接收硬件中断,首先根据数据接收标志判断是否在接收通讯数据。不是处于接收数据的状态,判断地址检测标志,否中断返回。是地址检测状态,还需要判断本控制器的主机从机状态,从机状态时,接收数据与本机的电场号进行比较,主机状态时,接收数据与发送通讯的电场号进行比较,错误中断返回,正确置数据接收标志,通讯定时中断开启。当是处于接收数据的状态时,通讯定时计时清零,转移并保存通讯接收缓存的数据,数据计数加一,中断返回。

串口COM2通讯定时中断(见图30),通讯字符间隔大于3.5字符时间时,产生COM2通讯定时中断,通讯定时中断产生后,禁止通讯接收、禁止通讯定时中断。比较数据计数值,是否小于MODBUS最小数据,小于为通讯错误;数据计数值正确,进行接收数据CRC16校验,校验错误时,即通讯错误。通讯错误时,为从机状态,重新开启接收中断,置地址检测标志,中断返回。通讯错误时,为主机状态,发送引脚使能,对应当前通讯电场号置通讯错误,同时正在通讯标志清零。CRC16校验正确,进行接收数据处理后,从机状态时,生成发送返回数据,发送引脚使能,取第一个发送数据,写入发送缓存区(发送缓存空时触发发送中断),中断返回,主机状态,发送引脚使能,对应当前通讯电场号置通讯成功,同时正在通讯标志清零,中断返回。

COM1通讯接口中断:见图31属于图19软件系统⑥

COM1通讯接口中断主要包括:串口COM1接收硬件中断,串口COM1发送硬件中断,串口COM1定时软件中断。

COM1同样支持MODBUS-RTU通讯协议,主要与上位机进行通讯连接,实现从站功能,上位机通过COM1对控制器进行集中控制与管理。MODBUS-RTU通讯协议通过检测字符间隔时间来确定,通讯的数据的开始与结束。系统用串口COM1定时软件中断进行管理。

通讯接收缓存区有数据时,产生COM1接收硬件中断,首先根据数据接收标志判断是否在接收通讯数据。不是处于接收数据的状态,判断地址检测标志,否则中断返回,是地址检测状态,接收数据与当前设备通讯地址比较,错误中断返回,正确置数据接收标志,通讯定时中断开启。当是处于接收数据的状态时,通讯定时计时清零,转移并保存通讯接收缓存的数据,数据计数加一,中断返回。

通讯字符间隔大于3.5字符时间时,产生COM1通讯定时中断,通讯定时中断产生后,禁止通讯接收、禁止通讯定时中断。比较数据计数值,是否小于MODBUS最小数据,小于重新开启接收中断,置地址检测标志,中断返回。数据计数值正确,进行接收数据CRC16校验,校验错误,重新开启接收中断,置地址检测标志,中断返回。CRC16校验正确,进行数据处理,生成发送返回数据,发送引脚使能,本机通讯地址写入发送缓存区(发送缓存空时触发发送中断),定时中断返回。

发送缓存区空时,触发COM1通讯发送中断。发送中断产生时,首先判断发送结束标志,否发送数据计数减一,不等于零,取发送数据,再计算CRC16校验码,发送数据至发送缓存区,中断返回。发送数据计数等于零,CRC16校验码至通讯发送缓存区,置结束标志。当通讯发送结束时,清结束标志,发送引脚禁用,开启接收中断,中断返回。

同步信号硬件中断:见图32、图33、图34属于图19软件系统⑤

同步信号硬件中断,由事件管理器输入捕获中断产生,三路同步信号输入DI11、DI12、DI13分别对应DI11同步中断(见图32)、DI12同步中断(见图33)、DI13同步中断(见图34)三个硬件中断。每路输入发生上升沿跳变或下降沿跳变时,都将触发对应的同步中断,同时根据上升沿跳变或下降沿跳变标志,控制对应的晶闸管脉冲输出。同步中断分别对应三相交流输入电源A相、B相、C相的过零点。在过零点,根据模拟量、数字量参数反馈信号,计算调整优化晶闸管六路触发脉冲的输出时刻,即改变晶闸管的导通角,调节三相变压器的输入电压,控制高压二次侧的输出。系统状态为停机时,关闭所有DSP晶闸管触发脉冲控制引脚。系统状态为运行时,首先选择工作方式,工作方式实际为系统定义的参数组,即由占空比、幅度比、闪络频率、闪络封锁、闪络恢复值等参数组成配方,火花、间歇、脉冲为系统默认配方,自定义n用户自定义配方。当刚开机时,为初始上升阶段,晶闸管导通角缓慢增大,变化平稳。当检测到闪络时,为闪络恢复阶段,进行闪络恢复处理,晶闸管导通角快速增大,极短时间内增长到闪络点附近。当有振打电机在工作时,为降压振打阶段,按降压振打设定参数控制晶闸管导通角,有利于振打系统运行。当检测到反电晕状态时,减小晶闸管导通角,使电场退出反电晕状态。当系统运行正常时,根据排放浓度、锅炉负荷,调节晶闸管导通角,当排放浓度超高时,增大晶闸管导通角,增大输出功率。当排放浓度小排放标准时,减小晶闸管导通角,降低输出功率,节约电能。

模拟量采集硬件中断:见图35属于图35软件系统④

由DSP2812事件管理器通用定时器,作为模拟量采集的定时周期,定时周期312us,定时完成DSP2812所有16路模拟量通道的采集,采集完成后产生模拟量采集硬件中断。模拟量采集硬件中断产生以后,首先把ADC采样结果寄存器的数据转移,保存采样值到对应的RAM参数区域;二次电压、二次电流采样瞬时值压入实时波形U2、I2队列,为液晶显屏实时曲线图形部分提供显示数据,在固定周期内筛选二次电压、二次电流采样瞬时值的最大值、最小值,完成二次电压、二次电流峰、谷值采集;将固定周期的二次电压、二次电流采样瞬时值累加后再除以采集次数,完成二次电压、二次电流平均值计算输出;按导通角保存二次电压、二次电流平均值,生成二次电压、二次电流伏安曲线对应表。按历史时间保存二次电压、二次电流平均值,生成历史曲线数据库;最后计算输出三相交流电压、三相交流电流、变压器油温、浊度信号、锅炉负荷、控制器环境温度、控制器量程平均值。

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