SIEMENS 6SC6170-0FC51
鑒于SIEMENS 6SC6170-0FC51 體系對變電站自動化系統(tǒng)提出的確要求,本文對國內(nèi)主要幾種變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)進行了研究。在現(xiàn)有在線監(jiān)測系統(tǒng)中,通常采用現(xiàn)場總線CAN (controller area network) 作為系統(tǒng)的主通信方式,裝置中多采用16 位單片機為核心。該模式在運行中已顯示出局限性,例如CAN 作為主通信方式限制了本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進行深層次的互操作; 其次,芯片對外接口相對單一,難以保證系統(tǒng)功能的自由配置,局部功能調(diào)整往往要影響到整個系統(tǒng)。研究表明,在ARM (advanced RISC machine)上運行的嵌入式操作系統(tǒng)uClinux 實現(xiàn)以太網(wǎng)通信,能夠保證GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)的互操作性和在通信功能上的*穩(wěn)定性,故將ARM 嵌入式系統(tǒng)引入GIS 在線監(jiān)測研究領域。
一、基于ARM 的嵌入式系統(tǒng) ARM 采用*微控制器總線結構AMBA (advanced microcontroller bus architecture) 的模塊化設計,具有綜合、快速和高性能價格比的優(yōu)點 。
在SIEMENS 6SC6170-0FC51 處理器中具備ICE-RT 功能單元,通過它可以在代碼的任何部分,甚至于在ROM 中設置斷點,這就降低了裝置調(diào)試難度,為裝置的穩(wěn)定性奠定了基礎。 在ARM 處理器中,采用32b定長指令和三段流水線指令操作(如圖1所示) ,指令執(zhí)行分為3 個階段:取指、譯碼和執(zhí)行。流水線允許幾個操作同時進行,在執(zhí)行第1條指令期間,第2條指令開始譯碼,同時第3條指令從存儲器中被取出,故取指、譯碼和執(zhí)行3部分可以同時進行,這就保證了處理器的高速處理性能。
圖1 三段流水線操作
SIEMENS 6SC6170-0FC51 微控制器性能的提高,為操作系統(tǒng)的引入奠定了基礎。傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)一般不用操作系統(tǒng),故操作系統(tǒng)的引入就為嵌入式系統(tǒng)賦予新的內(nèi)涵,也成為區(qū)別于傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的一個明顯特征。嵌入式操作系統(tǒng)將替代傳統(tǒng)的由手工編制的監(jiān)控程序或調(diào)度程序,成為重要的基礎組件,使程序員只需面向操作系統(tǒng)進行應用程序的開發(fā)。嵌入式操作系統(tǒng)正在轉變成為ARM 應用軟件的基礎。
二、SIEMENS 6SC6170-0FC51 系統(tǒng)在GIS 在線監(jiān)測上的應用 基于ARM嵌入式系統(tǒng),GIS 在線監(jiān)測裝置的設計主要包括裝置的內(nèi)部框架、硬件配置和軟件配置等?;贗EC61850 標準的變電站自動化系統(tǒng)(如圖2 所示) 具有一個顯著的特點:在自動化系統(tǒng)中,層與層之間都采取以太網(wǎng)通信的方式(基于TCP/IP) ,取代了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的各種現(xiàn)場總線通信方式(如Lonworks,CAN 以及RS-485 等)。
圖2 SIEMENS 6SC6170-0FC51 在線監(jiān)測系統(tǒng)框圖
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