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1、基于MCCU CCPLDD变压器器测试系系统的设设计与实实现编者按：BX型型信号变变压器，BBG型轨轨道变压压器和ZZG型硅硅整流器器作为铁铁路信号号电器设设备的前前端，其其工作的的稳定性性、准确确性直接接关系到到行车安安全，变变压器的的可靠检检测是严严抓质量量的第一一步，对对于生产产厂家而而言，测测试流程程不允许许抽样，且且测试结结果应留留档。本本套测试试系统用用来测试试铁路变变压器的的各种要要求参数数，包括括原边空空载电流流、次边边空载电电压、次次边带载载电压电电流，变变压器绝绝缘电阻阻、原边边电压频频率，测测量结果果精度要要求3%，测试试系统分分为上下下位机两两大部分分，下位位机运用用智
2、能仪仪表的设设计思想想，在MMCU和和CPLLD控制制基础上上对各种种要求测测试参数数分别进进行自动动测试，上上位机上上采用VVC+6.00编写软软件实现现串口通通讯，归归类统计计并判断断是否合合格，存存储打印印结果，系系统满足足操作简简单可靠靠，提高高效率，减减少误差差。2、功功能介绍绍 下位机机以800C1996KCC作为控控制中枢枢，其主主程序框框图见图图1，变变压器接接入测试试仪测试试端后接接通电源源，打开开测试仪仪，测试试仪首先先进行初初始化，包包括PSSD，全全局变量量、串口口、中断断82553计数数器，LLCD等等的初始始化，然然后进行行自检，包包括检查查测试仪仪内部电电路是否否
3、正常，是是否响铃铃（由变变压器输输入端电电压接反反引起的的报警），连连续检测测8个周周期的输输入端电电压并判判断输入入电源是是否接好好，电压压是否正正常，通通讯是否否正常，自自检过程程是串级级检测（任任一项自自检不合合格就闪闪灯报警警），MMCU根根据键入入值显示示工作状状态，并并调用子子程序处处理，人人工输入入变压器器型号，监监测仪进进入设置置状态，控控制相应应继电器器动作，将将该变压压器所有有副边绕绕组接入入测试端端，并选选择合适适量程，进进入测试试状态，测测完参数数后MCCU进行行处理并并显示相相应变压压器测试试结果，进进入判断断状态，判判断变压压器是否否合格，不不合格则则触发蜂蜂鸣器报
4、报警，根根据要求求进入通通讯状态态，向上上位机发发送和接接收数据据。 本设计计采用MMAX770000系列的的EPMM71228两块块，其中中第一块块CPLLD（11）的主主要功能能如下：（1）与与A/DD芯片（MMAX1125）相相应片脚脚连接，控控制模/数转换换并读入入其结果果，MAAX1225为并并行输出出，是以以字进行行操作的的，所以以一次要要读144位，用用两个字字节锁存存。（22）通过过系统总总线，将将A/DD转换结结果传给给80CC1966进行处处理。（33）将880C1196处处理过的的需显示示的数据据缓冲，产产生LCCD的数数据（88位）总总线驱动动。（44）键盘盘响应。（5
5、）JTAG功能。 第二块CPLD（简称CPLD（2）依据MCU发出的指令或输入型号译码后驱动控制与该型号二次绕组对应的继电器吸合与释放动作，并选择量程。由于继电器没有地址，所有操作他的数据必须同时发送，即使只改变一个继电器的状态，仍然要把没有改变的继电器的数据同时送给CPLD锁存，所以译码是必需的。 CPLD的功能结构示意图如图2所示，可以认为，CPLD在下位机中起着重要的关联作用，一方面，他与MCU相互通讯，并受MCU控制，另一方面，CPLD又执行着对前端电路、键盘、LCD和继电器板等的操作任务，所以从系统总体的角度出发，CPLD完成一些接口功能。3 频率率跟踪测测量技术术 本系统统需要对对
6、变压器器的电压压、电流流和频率率等进行行交流采采样，而而交流采采样应用用成功与与否，频频率的准准确测量量是一个个关键，因因为我们们是取88个正常常采样周周期的平平均电压压、电流流值，而而且由于于不同型型号变压压器的输输出频率率不一，本本身也需需要测量量频率。响响应时间间、测量量精度以以及硬件件要求是是测频方方法的主主要指标标。 我我们可以以定量分分析一下下由电压压信号频频率波动动所引起起的电压压信号有有效值误误差的大大小。 一般工工频频率率的波动动常常要要到0.1Hzz以上，即即f0.11/500=0.5%，则则对电压压信号有有效值的的影响要要达到00.255%，所所以应实实现采样样频率对对工
7、频频频率的在在线自动动跟踪，以以保证测测量精度度。 考考虑到系系统的频频率不是是变化很很快，要要实现采采样频率率随系统统工频的的变化而而实时调调整，可可先测得得系统的的频率前前一周期期对应的的计数值值Tc（以以单片机机系统的的定时器器时钟周周期为单单位），然然后根据据每周波波采样点点数（NN），适适时计算算出每一一采样间间隔计数数值Tssj。 间隔计计数值： Tsjj=Tc/N （2） 则以TTsj为为周期进进行采样样，即可可实现采采样频率率的实时时跟踪，保保证了交交流等间间隔采样样，为实实现这一一过程，通通常采用用的电路路结构为为：来自自电压（流流）互感感器的电电压（流流）经过过低通滤滤波器
8、和和跟随器器，经过过零比较较器（可可用LMM3399）整形形成方波波，经光光耦（如如4N335）送送到800C1996KCC的高速速输入接接口 HHS1.0利用用方波的的上升沿沿触发高高速输入入中断，侧侧得每个个工频周周期计数数值Tcc。单片片机由式式（2）计计算得到到采样间间隔时间间Tsjj。以TTsj为为时间间间隔，设设置软件件定时器器中断，在在软件定定时器中中断中进进行采样样间隔设设置，主主程序根根据其确确定启动动A/DD的时间间间隔，完完成周期期误差的的大大减减少和采采样频率率的实时时跟踪。4 CPLD模块设计 明确了了CPLLD的主主要作用用后，我我们在MMax+Pluus III软
9、件件上用VVHDLL语言分分别实现现这些模模块功能能，设计计包括44个阶段段：设计计输入、设设计处理理、设计计验证和和器件编编程。VVHDLL主要用用于描述述数字系系统的结结构、行行为、功功能和接接口。非非常适用用于可编编程逻辑辑芯片的的应用设设计。44.1 主要模模块进程程 系统检检测变压压器时，MMCU在在正常初初始化后后，有键键盘输入入时会要要求CPPLD运运行按键键响应进进程；CCPLDD根据所所键入型型号运行行继电器器控制进进程，操操作继电电器板，并并上传操操作结果果，MCCU在认认为前述述操作正正常后，才才会要求求CPLLD启动动对A/D控制制的进程程，模/数转换换结果会会送给MM
10、CU；MCUU对转换换结果进进行处理理后，又又会要求求CPLLD运行行显示进进程，显显示结果果LCDD上。44.2 仿真 以读AA/D结结果（RReaddOpeerattionn）进程程为例进进行仿真真。进程名名称：RReaddOpeerattionn敏感感变量，RRD输出出变量，DDataaBussIn（送送到数据据总线上上）目的：读操作作 ReeadOOperratiion：proocesss（RRD，EEnlccd，EEn1225Loow，EEn1225Hiigh，CCSIFF，CSSIM） 需要说说明的是是，信号号变量在在仿真时时需声明明其初始始值，本本读操作作进程中中的信号号变量自自
11、会有其其他进程程（如片片选进程程）为其其赋值，“&”作为为连接运运算符，可可将多个个对象或或矢量连连接成位位数更大大的矢量量，对RReaddOpeerattionn进程编编译仿真真的波形形图如图图3所示示。5 结语语 经过现现场试用用得到实实验测试试数据，表表1列出出3台BBX1-34型型变压器器的部分分参数测测试结果果，其中中I次空空流代表表原边空空载电流流，空压压II112指二二次绕组组1和22端的空空载电压压，其他他类推，III次空空压为二二次绕组组的总空空载电压压，满载载电压指指在二次次绕组串串接8电阻时时的电压压值。 结果满满足信信号维护护规则）中中对变压压器“输输入额定定电压，二二次端子子电压空空载时其其误差不不大于端端子额定定电压值值的100%；容容量为330-660VAA的变压压器满载载时，其其二次端端子电压压不小于于端子额额定电压压值的885%”的的规定。 本次开开发综合合考虑了了MCUU和CPPLD的的相互作作用，采采用了交交流采样样技术，认认真考虑虑VHDDL进程程并行和和CPLLD的结结构特点点，并应应用电路路简化的的几种技技巧与方方法，充充分利用用CPLLD的硬硬件资源源优化电电路，实实现系统统对稳定定性，精精确度等等方面的的要求。
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