雙CPU高壓功率調節器的設計

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節器的硬件和軟件實現方法。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產品編號：1006-6047(2000)01-0036-02

雙CPU設計高電壓電源調節器

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/數據放大數據處理和實時控制，它增加了速度/數據放大速度和測量精度，解決了低可靠性問題。組態王80C186KB。關鍵詞：電除塵；dualCPUcontrolRAMdatasharing閃光燈

1硬件設計

功率調節器的硬件設計采用雙CPU控制和RAM資源共享的電路結構。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，并根據結果控制晶閘管、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之間的數據交換速度快，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。程序采用模塊化結構，兩個CPU通過雙端口ram直接交換數據，占用內存空間小，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資源共享技術實現的DKZ-141型電除塵器電源調整器已在靖遠電廠成功投入運行，經西安熱工研究院的測試對比試驗，其結論是：更換后的調整器，運行電流、電壓相對穩定，除塵效率明顯提高，提高幅度在0.25～0.35范圍內(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合的方式，解決了這個問題，實現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，體現了安全、可靠、實用、先進的統一。■

作者簡介：傅啟文(1958-)，男，工程師，現從事電力系統煙氣除塵研究與應用工作； 陳震(1975-)，男，工程師，現從事電力系統煙氣除塵研究與應用工作； 肖友(1941-)，男，教授級高工，現從事電力系統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：

［1］君杰.無二次反流電場中粉塵捕集過程所消耗的電場電流［J］.電除塵及氣體凈化，1995，1(1)：29～36［2］李秋蘭.電除塵器效率影響因素的試驗研究［J］.電除塵及氣體凈化，1995，1(3)：16～22［3］郭俊.新一代微機控制H型產品的開發與應用［J］.電除塵及氣體凈化，1995，1(4)：16～21

(責任編輯：戴緒云)

收稿日期：1999-09-14