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SIEMENS 6SC6170-0FC51
鉴于SIEMENS 6SC6170-0FC51 体系对变电站自动化系统提出的确要求,本文对国内主要几种变电站在线监测系统进行了研究。在现有在线监测系统中,通常采用现场总线CAN (controller area network) 作为系统的主通信方式,装置中多采用16 位单片机为核心。该模式在运行中已显示出局限性,例如CAN 作为主通信方式限制了本系统与其他系统进行深层次的互操作; 其次,芯片对外接口相对单一,难以保证系统功能的自由配置,局部功能调整往往要影响到整个系统。研究表明,在ARM (advanced RISC machine)上运行的嵌入式操作系统uClinux 实现以太网通信,能够保证GIS在线监测系统的互操作性和在通信功能上的*稳定性,故将ARM 嵌入式系统引入GIS 在线监测研究领域。
一、基于ARM 的嵌入式系统 ARM 采用*微控制器总线结构AMBA (advanced microcontroller bus architecture) 的模块化设计,具有综合、快速和高性能价格比的优点 。
在SIEMENS 6SC6170-0FC51 处理器中具备ICE-RT 功能单元,通过它可以在代码的任何部分,甚至于在ROM 中设置断点,这就降低了装置调试难度,为装置的稳定性奠定了基础。 在ARM 处理器中,采用32b定长指令和三段流水线指令操作(如图1所示) ,指令执行分为3 个阶段:取指、译码和执行。流水线允许几个操作同时进行,在执行第1条指令期间,第2条指令开始译码,同时第3条指令从存储器中被取出,故取指、译码和执行3部分可以同时进行,这就保证了处理器的高速处理性能。
图1 三段流水线操作
SIEMENS 6SC6170-0FC51 微控制器性能的提高,为操作系统的引入奠定了基础。传统的嵌入式系统一般不用操作系统,故操作系统的引入就为嵌入式系统赋予新的内涵,也成为区别于传统嵌入式系统的一个明显特征。嵌入式操作系统将替代传统的由手工编制的监控程序或调度程序,成为重要的基础组件,使程序员只需面向操作系统进行应用程序的开发。嵌入式操作系统正在转变成为ARM 应用软件的基础。
二、SIEMENS 6SC6170-0FC51 系统在GIS 在线监测上的应用 基于ARM嵌入式系统,GIS 在线监测装置的设计主要包括装置的内部框架、硬件配置和软件配置等。基于IEC61850 标准的变电站自动化系统(如图2 所示) 具有一个显著的特点:在自动化系统中,层与层之间都采取以太网通信的方式(基于TCP/IP) ,取代了传统系统中的各种现场总线通信方式(如Lonworks,CAN 以及RS-485 等)。
图2 SIEMENS 6SC6170-0FC51 在线监测系统框图
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