傅启文 陈震 肖友国
摘 要：介绍一种采用双CPU控制的电除尘器高压电源调整器软硬件实现方法。该装置运用双CPU控制及RAM资源共享技术，利用16位单片机的快速A/D采样、处理及实时控制，提高了A/D采样速度和测量精度，解决了利用单CPU电路采样对火花闪络识别所存在的可靠性不高问题。编程采用80C196KB汇编语言模块化设计。
关键词：电除尘；双CPU控制；RAM资源共享；火花闪络
分类号：TP368；TM762 文献标识码：B
文章编号：1006-6047(2000)01-0036-02
TheDesignofHighVoltagePowerSourceAdjusterwithDualCPU
FUQi-wen
（NanjingElectricPowerAutomationEquipmentGeneralFactory,Nanjing210003,China）
CHENZhen
（NanjingElectricPowerAutomationEquipmentGeneralFactory,Nanjing210003,China）
XIAOYou-guo
（NanjingElectricPowerAutomationEquipmentGeneralFactory,Nanjing210003,China）
Abstract：InbothHWandSW,therealizationconceptofHVpowersourceadjusterforelectricdustclearerisintroduced.ItisunderthecontroloftwoCPUsandappliesdatasharingtechnologywithadual-portRAM.The16bitsingleshipmicroprocessorisusedforquickA/Dsamplingdataprocessingandreal-timecontrol,itincreasestheA/Dsamplingspeedandmeasuringprecision,thelowreliabilityprobleminflashrecognitionwithsingleCPUisthussolved.TheSWisofmoduLEDesigninassemblelanguage80C186KB.
Keywords：electricdustclearer;dualCPUcontrol;RAMdatasharing;flash▲
1 硬件设计
电源调整器的硬件设计，采用双CPU控制及RAM资源共享的电路结构。其中测量单片机专门对电除尘器运行的一、二次信号进行快速采样处理，并根据其结果对可控硅的导通角及保护动作电路、D/A电路进行控制；而管理单片机则从事键盘控制、显示管理、与上位机通信管理及对高压硅整流变压器内的油温、油位、瓦斯等传感量的监测工作。整个装置将主回路除外的所有硬件电路集于一体，与高压控制柜联接简单、方便，其原理框图如图1。
图1 硬件原理框图
由图1可见，借助于双口RAM，管理CPU与测量CPU之间快速地进行数据交换，既提高了测量CPU的采样速率，又避免了键控操作、上位机通信时对A/D采样的时间间隔造成的偏移，保证了对火花闪络识别的准确性和设备长期运行的可靠性。
2 软件设计
软件采用80C196汇编语言编程，编译后转化为机器语言固化在EPROM中。程序采用模块化结构，两只CPU直接通过双口RAM进行数据交换，占用的内存空间小，运行速度快。其中，测量CPU的软件由测量及火花识别子模块、信号同步子模块、D/A处理子模块、导通角恢复子模块、导通角动态控制子模块等组成。管理CPU的软件由键盘控制、显示子模块、传感量监测子模块、故障信息保存子模块及上位机通信子模块等组成。测量CPU和管理CPU的软件主流程图如图2、图3所示。
图2 测量CPU主流程图
图3 管理CPU主流程图
3 问题的分析与解决
电除尘器的高压硅整流变压器是一个等效电感，而电除尘器本体又是一个等效电容，因此，工作于电除尘器本体的二次电流I2、二次电压U2波形与一次电压U1波形的关系如图4所示。由图可见，二次电流为滞后于一次电压的直流脉动波形，故不能用常规的A/D方法来实现对火花闪络的识别。换而言之，对二次电流波形的采样速率应尽可能高，采样点数之间的时间间隔应尽可能地均匀、恒定才能保证测量精度，对火花闪络的识别才能准确、可靠。为使整个程序运行经济合理，A/D采样一般采用中断方式进行。若采用单CPU控制，一方面如果有高级中断源产生时(如键盘中断或上位机通信中断等)，必然影响A/D采样点与点之间的均匀性，在对当前采样值与前次采样值进行比较时，不可避免地影响对火花识别的准确性；另一方面，由于单CPU控制除了对一、二次信号，高压硅整流变压器的传感量信号进行测量外，还要进行键盘控制、显示管理、故障信息的保存及与上位机通信等，采样的速率就不可能太高，同样影响了测量精度，造成对火花闪络识别漏判或误判的可能性。采用双CPU控制及RAM资源共享技术，将双CPU进行合理分工，消除了在进行键控操作及上位机通信时对A/D采样的影响，提高了对火花闪络识别的准确度，保证了电除尘器设备长期运行的可靠性。
运用双CPU控制及RAM资源共享技术实现的DKZ-141型电除尘器电源调整器已在靖远电厂成功投入运行，经西安热工研究院的测试对比试验，其结论是：更换后的调整器，运行电流、电压相对稳定，除尘效率明显提高，提高幅度在0.25～0.35范围内(同一负荷下对比，即从原效率的99.1提高到99.46)。
图4 一次、二次波形
4 结束语
对火花闪络识别的误判，将影响电除尘器的除尘效率，而对火花闪络漏判将可能形成强火花，甚至出现拉弧，造成对设备的危害。如何提高测量精度及对火花闪络识别的准确度，一直是困扰电除尘器高压电源控制的核心问题；建立在双CPU控制及RAM资源共享技术的基础上，采取软件与硬件相结合的方式，解决了这个问题，实现了对火花闪络的准确、及时的识别，保证了电除尘器长期在最大的有效电晕功率下工作，体现了安全、可靠、实用、先进的统一。■
作者简介：傅启文(1958-)，男，工程师，现从事电力系统烟气除尘研究与应用工作；
陈震(1975-)，男，工程师，现从事电力系统烟气除尘研究与应用工作；
肖友国(1941-)，男，教授级高工，现从事电力系统烟气除尘及脱硫研究与应用工
作。
作者单位：傅启文（国家电力公司南京电力自动化设备总厂，江苏 南京 210003）
陈震（国家电力公司南京电力自动化设备总厂，江苏 南京 210003）
肖友国（国家电力公司南京电力自动化设备总厂，江苏 南京 210003）
参考文献：
［1］国君杰.无二次反流电场中粉尘捕集过程所消耗的电场电流［J］.电除尘及气体净化，1995，1(1)：29～36
［2］李秋兰.电除尘器效率影响因素的试验研究［J］.电除尘及气体净化，1995，1(3)：16～22
［3］郭俊.新一代微机控制H型产品的开发与应用［J］.电除尘及气体净化，1995，1(4)：16～21
(责任编辑：戴绪云)
收稿日期：1999-09-14
