專網通信世界-中國電力通信網訊:引言
隨著電力系統的日趨復雜，繼電保護裝置對軟、硬件提出了更高的要求。目前，微機保護系統的處理器一般采用高性能單片機、數字信號處理器DSP和可編程邏輯器件PLD等來提高處理器性能。但是，隨著繼電保護系統向多功能、智能化、可視化及網絡化方向的發展，這些芯片已經不能完全滿足需求。因此，在設計新的微機保護裝置時，有必要選用高性能、低成本的新型處理器。近年來，ARM處理器憑借高性價比、低功耗等特點，在嵌入式領域獲得了廣泛應用。而此μC/OS-Ⅱ作為一種免費的、性能卓越的嵌入式操作系統，為微機保護軟件提供了統一的開發平臺。本文結合工程實踐，對上述二者在微機繼電保護中的應用作些討論。
1 微處理器與實時嵌入式操作系統的選取
1.1 微處理器
微處理器選擇AT91RM9200，它是基于ARM920T內核、ARM/Thumb指令集的完整片上系統，工作在180MHz頻率下其運算速度可高達200 MIPS，集成了豐富的應用外設及標準接口。該處理器包括一個高速的片上SRAM工作區和一個低延遲的外部總線接口(EBI)，其內置控制器可用于控制同步DRAM、突發訪問模式FLAsH存儲器和靜態存儲器;提供與SmartMedia、Compact Flash和NAND F1ash的接口，集成了USB2.0接口和媒體訪問控制器(MAC)，擴展了外部器件應用的種類，使開發出來的產品可以工作在網絡層，JTAG—ICE接口、UART通道(DBGU)和內嵌實時跟蹤器提供的功能使受實時性限制的應用成為可能，適合作為繼電保護裝置單片機解決方案的硬件平臺。
1.2 嵌入式操作系統
嵌入式操作系統選擇此μC/OS-Ⅱ。早期這個系統叫做μC/OS-Ⅱ，是1992年編寫的嵌入式多任務實時操作系統，后經過修改，1999才推出了μC/OS-Ⅱ，它符合RTCA DO-178B標準的認證，有足夠的穩定性和安全性。μC/OS-Ⅱ是用C語言和匯編語言編寫的。其中絕大部分代碼都是用C語言編寫的，只有極少部分與處理器相關的代碼是用匯編語言編寫的，只要稍加修改就可以把它移植到各類的嵌入式處理器上，因此可選擇作為繼電保護裝置的軟件開發平臺。
2 保護裝置的硬件系統設計
微機保護裝置將待保護系統送來的電流、電壓信號，經電流、電壓互感器變換后產生低電壓信號送入主模板。主模板內的AT91RM9200運行片內的保護軟件，進行信號采樣，完成各種數值運算、分析及處理，從而確定待保護系統的運行狀態。如有故障，則由處理器經模板發出跳閘動作信號，以保護系統。同時通過各種通信方式將保護動作信息送入管理模板和上位機，記錄和保存數據并報警。硬件系統采用模塊化設計，可分為電流互感器/電壓互感器模塊、A/D轉換單元、開入/開出單元、人機交互單元、存儲器單元、對外通信單元及電源模塊等，硬件主體結構如圖1所示。
圖1硬件主體結構圖
