发布时间 : 星期一 文章GEC300技术说明书 - 图文更新完毕开始阅读445c53df5022aaea998f0fea
ECU:Extended Communication Unit
扩展通讯单元，实现图形化可定制的人机界面MMI，可与DCS等电厂自动化信息网相连接， 进行网络远程发布，实现对客户零距离即时服务。 CAN：Controller Area Network
现场控制总线网络，实现IPU与AVR之间实时、可靠的信息交换。CAN的应用大大减少了IPU与AVR之间的联线电缆，实现独立布置。
2.2 SoC系统级芯片技术
GEC-300励磁控制系统采用了领先的SoC系统级芯片技术和时频分析TFA高精度采样技术，使得AVR的性能与可靠性有了质的飞跃。AVR是励磁控制系统的核心，信号与状态的采集、电压反馈控制、辅助稳定控制等主要功能均由该单元实现，其性能和可靠性直接影响到整个系统的安全与稳定运行。
SoC：System-on-Chip
SoC将以往的微处理器系统板的大部分功能芯片集成到单个芯片中，SoC是当今微电子研究的前沿，代表了目前最高的集成度水平。SoC改变了我们进行系统设计的思维方式：从以往的功能设计、选择芯片、进行原理图设计及印制线路板PCB、设计、调试的过程转变为直接选择SoC，定制我们所需的功能。
? SoC用单个芯片集成了以往的微处理系统
SoC内部含A/D，RAM，ROM/FLASH，CPU，DSP，DIO，CAN... ? SoC真正实现了\总线不出芯片\
SoC是对以往的\总线不出机箱\、\总线不出板\的飞跃 ? SoC提高了抗干扰能力和可靠性
SoC的高频、高速的总线部分全集成在芯片内部，外围是低频50Hz的信号。在EMC及可靠性上超越以往DSP+FPGA的实现方式。
? SoC目前可实现150MIPS的高性能
150MIPS＝每秒执行1.5亿条指令
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2.3 IPU智能功率单元与反馈均流技术
与以往的微机励磁控制系统相比，GEC-300励磁控制系统最大的改进是将励磁功率柜智能化，在整个系统的结构体系增加了一个智能执行层IPU，从而可以大大提高可靠性、实现智能反馈均流、方便现场布置以及可实现有针对性的保护功能。
? 提高可靠性
采用智能功率单元IPU后，各功率柜的同步检测、脉冲发生与检测、功率器件的发热超温保护均有相应的微处理器来管理，各功率柜具有智能化的处理能力，独立性及可靠性大大增强。
? 若单一IPU故障，不影响其他IPU运行 ? 若通讯网络故障，可脱网转为手动运行 ? 若双套AVR故障，可转为独立手动运行
? 智能反馈均流
由各IPU将各柜的励磁电流上传到AVR，AVR汇总后得到了总的励磁电流及各个功率柜应该（期望）带的电流值，然后下传至IPU。IPU根据本柜的实际励磁电流与期望的励磁电流之差实行智能反馈均流控制，使得各个柜的励磁电流能达到动态平衡。
? 现场布置与有针对性的保护
? IPU可作为独立手动单元，方便现场调试
? IPU与AVR之间的连线电缆大大减少，可分离布置
? IPU可针对本柜功率器件的发热、温升状态进行独立调节
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2.4 TFA高精度高速度交流采样技术
由于现场信号是连续模拟信号，数字化的控制系统如何对此进行幅值上与时间上的离散化，并高精度、高速地分析提取出信号的特征量是一个重要研究方面。我们在1992年的GEC-1励磁控制系统中就率先实现了交流采样技术，在GEC-300励磁控制系统中采用了时频分析TFA方法更进一步提高了采样的精度与速度。
采样精度的提高不仅依赖于幅值离散化精度的提高，还取决于时间离散化精度的提高。TFA方法有效地防止了采样时刻的颤动，提高了时间分辨率，并且利用SoC超高速A/D进行密集采样，提高了幅值分辨率与抗干扰性能。
GEC-300励磁控制系统采样部件能达到以下性能指标：
? A/D转换速度：16.7MSPS（每秒1670万次） ? 总体分析速率：优于10us（每秒10万次） ? 总体精度：优于0.05％
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2.5 网络发布与远程维护技术
GEC－300励磁控制系统满足用户对图形化人机界面的美观精细化和通讯方式多样化要求。该实现方式使用户界面更友好，客户服务更及时（网络远程发布），同时不影响AVR及IPU控制的实时性与可靠性。图形化的程序语言，又称为\Ｇ\语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，进行设计，它提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径，可以大大提高工作效率。
? Windows 操作界面，图形化语言（G语言）组态
? 直观明了的图形化开发环境、开放且符合工业标准的软件 ? 内置编译器加快运行速度
? 可与DCS、LAN、Internet等信息化网络连接 ? 网络远程发布、远程监视与远程维护
? 将信息在指定的时间，传送到指定的地点（无线网络技术） ? 专家在线诊断，零距离即时服务
3 高可靠性设计原则
我们以与用户一样的眼光来看待设备的安全性、可靠性，这是GEC-300励磁控制系统研发所贯穿始终的设计宗旨。除了在研发阶段的规范化及严格测试、在生产检验中实行ISO9000标准外，高可靠性首先是设计出来的！与以往集成式的励磁控制系统相比，GEC-300的分层多处理器体系结构能保证更高的可靠性与安全性。
? N-1可靠性设计原则
任何一个重要部件的失效不会影响系统的控制性能 ? N-2可靠性设计原则
任何两个重要部件同时失效仍能保证发电机的励磁 ? N-2原则示例
? 2×IPU故障 → 发电机励磁电流受到限制 ? 2×AVR故障 → IPU切换为恒励磁电流运行 ? CAN＋AVR故障 → IPU切换为恒励磁电流运行 ? ECU＋AVR故障 → 通讯、网络功能失效，AVR
切换到另一套
4 用户价值
当用户选择GEC-300励磁控制系统之后，用户将获 得以下超越常规产品的价值。 ? 更高的可靠性
由于采用了分层的多处理器体系结构，任何局部的部件失效均不会引起系统的崩溃。GEC-300励磁控制系统现在能实现N-1（系统中任何一个重要部件故障）均不影响系统的控制性能，N-2（2个重要部件同时故障）仍能保证发电机的励磁。
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