高速同步數據采集平臺的實(shí)現

摘要：針對工礦企業(yè)變電站自動(dòng)化項目中需要進(jìn)行全廠(chǎng)電力同步監控，故障檢測的要求，文章通過(guò)采甩FPGA與DSP實(shí)現了64路最高通信速率達40MByte的傳感器采集平臺，時(shí)間同步不大于50 μs。傳感器采集平臺運行良好，有很好的應用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：高速；同步；數據采集；傳感器采集平臺

1 系統應用背景
國家大力推廣的智能電網(wǎng)技術(shù)是電力行業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向，數字化變電站技術(shù)是其重要組成部分。完全意義上的數字化變電站的系統將有較好的性能，通過(guò)采用電子式互感器，可以消除電流互感器二次開(kāi)路及飽和、電壓互感器二次短路及鐵磁諧振、低功耗、安全環(huán)保；采用IEC 61850標準，實(shí)現不同廠(chǎng)家設備的互操作；二次設備網(wǎng)絡(luò )化，通信網(wǎng)絡(luò )取代復雜的控制電纜，降低了鋪設電纜帶來(lái)的電磁兼容等問(wèn)題。但完全實(shí)現以上標準的變電站的投資成本據估算約是常規變電站的3倍。目前110kV以下的中小變電站數量眾多，自動(dòng)化程度較低，對其進(jìn)行改造是投資的重點(diǎn)之一，但采用全數字化變電站的高成本限制了其推廣應用。本文提出了采用低成本實(shí)現數字化變電站功能的平臺，利用DSP、FPGA等技術(shù)做到數字化變電站中的全站傳感器同步數據采集，保留了傳統的電流電源互感器接口，從而在實(shí)現變電站信息化的同時(shí)顯著(zhù)降低了其成本，僅為常規變電站的1．5倍。此高速數據同步采集與控制平臺除可以用于低成本的數字化變電站系統外，還可應用在其他需要同步監控的系統，如大型風(fēng)機控制系統、大型鍋爐控制系統等。

2 系統硬件組成
高速數據同步采集與控制平臺整個(gè)系統的組成主要可以分成三個(gè)部分，分別是實(shí)時(shí)保護計算機、高速數據合并器、傳感器數據采集器。根據具體的應用系統，在傳感器數據采集器前增加不同的傳感器，即可實(shí)現不同功能的傳感器網(wǎng)絡(luò )，這里主要對平臺三個(gè)部分進(jìn)行說(shuō)明。系統的工作模式為：在信號調理電路后由數據采集器采集數據，上傳至合并器，合并器將數據發(fā)送至實(shí)時(shí)保護處理計算機，由于實(shí)時(shí)保護計算機采用的是通用的工業(yè)計算機，在此不做說(shuō)明，下面主要對另外兩部分進(jìn)行說(shuō)明。系統的整體框圖如圖1所示。