一種高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，包括PC機、ARM+uclinux、FPGA、信號調(diào)理及采樣電路和采樣數(shù)據(jù)存儲器，PC機以太網(wǎng)接口連接ARM+uclinux，F(xiàn)PGA掛在ARM+uclinux的BANK上，F(xiàn)PGA分別連接信號調(diào)理及采樣電路、高壓開關(guān)控制電路，F(xiàn)PGA還用過光電耦合器連接到采樣數(shù)據(jù)存儲器，高壓開關(guān)控制器電路還連接高壓開關(guān)，高壓開關(guān)還連接電流傳感器、位移傳感器和信號調(diào)理采樣電路，電流傳感器和位移傳感器還連接信號調(diào)理采樣電路。本實用新型以ARM+FPGA為下位機系統(tǒng)，PC機為上位機系統(tǒng)設(shè)計了新的高壓開關(guān)機械特性測試儀，充分發(fā)揮了ARM處理器處理能力強、接口豐富、系統(tǒng)軟件開發(fā)便捷的優(yōu)點及FPGA在多路數(shù)據(jù)并行采樣上精度高的優(yōu)勢，增強了高壓開關(guān)機械特性檢測的精度和實時性。
【專利說明】一種高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種測試系統(tǒng)，具體是一種高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)是發(fā)電廠、變電站的電器設(shè)備中重要的控制和保護設(shè)備，當(dāng)設(shè)備和線路發(fā)生故障時能快速切除故障，保證無故障部分正常運行，起運行保護作用。高壓開關(guān)依靠機械部件完成開合線路動作，為保證高壓開關(guān)安全運行，必須對其機械部件的機械特性進(jìn)行檢測，現(xiàn)有技術(shù)多額外設(shè)置顯示器、按鍵等來完成人機交互模式，這種處理方式不僅復(fù)雜，而且精度不高，而且檢測有一定延遲。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種精度高、實時性強的高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，包括PC機、ARM+uclinux、FPGA、信號調(diào)理及采樣電路和采樣數(shù)據(jù)存儲器，所述PC機以太網(wǎng)接口連接ARM+uclinux，所述FPGA掛在ARM+uclinux的BANK上，F(xiàn)PGA分別連接信號調(diào)理及采樣電路、高壓開關(guān)控制電路，F(xiàn)PGA還用過光電耦合器連接到采樣數(shù)據(jù)存儲器，高壓開關(guān)控制器電路還連接高壓開關(guān)，高壓開關(guān)還連接電流傳感器、位移傳感器和信號調(diào)理采樣電路，電流傳感器和位移傳感器還連接信號調(diào)理采樣電路。
[0006]作為本實用新型進(jìn)一步的方案:所述高壓開關(guān)在合閘操作前，對彈簧操縱機構(gòu)進(jìn)行儲能的電機是交流電機，加入光電耦合器以隔離FPGA與采樣數(shù)據(jù)存儲器間的電氣連接。
[0007]作為本實用新型進(jìn)一步的方案:所述高壓開關(guān)控制電路采用靈敏度高、控制功率低及電磁干擾小的交流接觸器實現(xiàn)直流控制交流電路的分合以控制高壓開關(guān)。
[0008]作為本實用新型再進(jìn)一步的方案:所述信號調(diào)理及采樣電路中的信號調(diào)理包括隔離、緩沖與放大。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型以ARM+FPGA為下位機系統(tǒng)，PC機為上位機系統(tǒng)設(shè)計了新的高壓開關(guān)機械特性測試儀，充分發(fā)揮了 ARM處理器處理能力強、接口豐富、系統(tǒng)軟件開發(fā)便捷的優(yōu)點及FPGA在多路數(shù)據(jù)并行采樣上精度高的優(yōu)勢，增強了高壓開關(guān)機械特性檢測的精度和實時性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2為高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)中FPGA程序功能模塊劃分框圖；
[0012]圖3為高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)中上、下位機軟件流程圖.

【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]請參閱圖1?3，本實用新型實施例中，一種高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，包括PC機、ARM+uclinux、FPGA、信號調(diào)理及采樣電路和采樣數(shù)據(jù)存儲器，PC機以太網(wǎng)接口連接ARM+uclinux, FPGA掛在ARM+uclinux的BANK上，F(xiàn)PGA分別連接信號調(diào)理及采樣電路、高壓開關(guān)控制電路，F(xiàn)PGA還用過光電耦合器連接到采樣數(shù)據(jù)存儲器，高壓開關(guān)控制器電路還連接高壓開關(guān)，高壓開關(guān)還連接電流傳感器、位移傳感器和信號調(diào)理采樣電路，電流傳感器和位移傳感器還連接信號調(diào)理采樣電路。
[0015]高壓開關(guān)在合閘操作前，對彈簧操縱機構(gòu)進(jìn)行儲能的電機是交流電機，加入光電耦合器以隔離FPGA與采樣數(shù)據(jù)存儲器間的電氣連接。
[0016]高壓開關(guān)控制電路采用靈敏度高、控制功率低及電磁干擾小的交流接觸器實現(xiàn)直流控制交流電路的分合以控制高壓開關(guān)。
[0017]信號調(diào)理及采樣電路中的信號調(diào)理包括隔離、緩沖與放大。
[0018]本系統(tǒng)需要同時采集多路模擬及數(shù)字信號量并將采集的信號量存儲到SDRAM中，F(xiàn)PGA掛接在ARM的BANK上，ARM通過讀寫CPU接口模塊寄存器來實現(xiàn)同F(xiàn)PGA的通信。CPU接口模塊需要完成ARM讀寫時序及命令解析。當(dāng)ARM向動作控制寄存器寫入分/合閘命令后，動作控制模塊會驅(qū)動外圍電路執(zhí)行高壓開關(guān)分/合閘動作，并在監(jiān)測到分/合閘線圈帶電后立即發(fā)出采樣請求信號到各路AD采樣模塊。AD采樣模塊將對采樣請求信號進(jìn)行應(yīng)答并控制AD芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。本系統(tǒng)采用的AD芯片精度都不超過16bit，為提高SDRAM利用率，減少FPGA讀寫SDRAM的次數(shù)，將兩次或多次AD采樣值合并為一組32bit據(jù)再通過FIFO送給讀寫仲裁器模塊發(fā)起一次SDRAM寫請求。因SDRAM讀寫客戶端多，且同一時間只能處理一次讀或?qū)懻埱?，所以需要通過讀寫仲裁器進(jìn)行仲裁。仲裁完成后將請求、地址、數(shù)據(jù)送給讀寫控制器，讀寫控制器負(fù)責(zé)完成對SDRAM的讀寫操作。分/合閘動作完成后采樣還將持續(xù)一定時間，以確保開關(guān)動觸頭穩(wěn)定，采樣徹底完成后，CPU接口模塊將給ARM送出中斷，ARM就會從SDRAM中讀取采樣數(shù)據(jù)封裝后送給上位機處理。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，包括PC機、ARM+uclinux, FPGA、信號調(diào)理及采樣電路和采樣數(shù)據(jù)存儲器，其特征在于，所述PC機以太網(wǎng)接口連接ARM+uc Iinux,所述FPGA掛在ARM+uclinux的BANK上，F(xiàn)PGA分別連接信號調(diào)理及采樣電路、高壓開關(guān)控制電路，F(xiàn)PGA還用過光電耦合器連接到采樣數(shù)據(jù)存儲器，高壓開關(guān)控制器電路還連接高壓開關(guān)，高壓開關(guān)還連接電流傳感器、位移傳感器和信號調(diào)理采樣電路，電流傳感器和位移傳感器還連接信號調(diào)理米樣電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓開關(guān)在合閘操作前，對彈簧操縱機構(gòu)進(jìn)行儲能的電機是交流電機，加入光電耦合器以隔離FPGA與采樣數(shù)據(jù)存儲器間的電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓開關(guān)控制電路采用靈敏度高、控制功率低及電磁干擾小的交流接觸器實現(xiàn)直流控制交流電路的分合以控制聞壓開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)機械特性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理及采樣電路中的信號調(diào)理包括隔離、緩沖與放大。
【文檔編號】G01M13/00GK204177564SQ201420623326
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】葉一波 申請人:武漢國試電氣設(shè)備有限公司