FreeRTOS在微机继电保护实验装置中的应用.pdf

维普资讯 第34卷 第19期 继 电器 Vo1．34 No．19 4 2006年l0月1日 RELAY 0ct．1．2006 FreeRTOS在微机继 电保护实验装置 中的应用 郭开荣，温渤婴 (中国农业大学，北京 100083) 摘要：微机继电保护装置在电力系统中的应用越来越广泛。为满足 国内高校 电力系统继电保护实验教学与 生产实际同步的需求，研究了一种基于实时操作系统FreeRTOS的微机继电保护实验装置设计方案。以实时 操作系统作为运行环境，使用基于任务的软件设计方法，对实验装置的功能进行了细致的划分，并在此基础上 按功能模块化原则制定出各个任务。该继电保护实验装置采用了实时操作系统，软件结构高度模块化，具有 简单灵活、操作方便的特点。实际使用表明，此方案能够较好地满足高校实验教学的要求。 关键词：继电保护； 实时操作系统 ；FreeRTOS 中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)19-0004-03 考虑到要满足各种保护算法的要求，选择性能 0 引言 较高的Freescale的HC12系列 16位单片机作为核 微机保护装置从20世纪80年代开始在中国进 心处 理 器，型 号 是 68HC912DG128A；A／D采 用 行大量的开发研究。与传统机电式保护相比，微机 MAX197，人机接 口部分包括键盘操作和液晶显示 保护具有优异的计算 、分析、逻辑判断能力和存储记 部分，其中液晶采用 HY一19264C，分辨率为 128× 忆功能，可用相同硬件实现不同的保护原理，使保护 64；通信 口采用 PDIUSBD12接 口芯片，可以通过 装置的构造大为简化，容易实现保护装置的标准化。 USB接 口与PC连接，进行保护算法的下载和调试； 因此，目前微机继电保护在 电力系统得到广泛的应 外扩RAM用于存放保护算法程序和运行数据；实 用，成为继电保护的主要形式。 时时钟用来显示时间和记录系统中各种运行状态的 国内高校的继电保护实验教学是为高校继电保 发生时间；开关量输出由若干继电器实现，作为继电 护原理课程服务的，也应与生产实际同步，从使用传 保护动作输出。 统的机电式实验装置和实验仪器，升级到使用微机 继电保护的实验装置。这给实验室的设备更新提出 了要求 ¨J，需要开发一种切合实验教学要求的微机 继电保护实验装置。 用于实验教学的保护装置主要是为了让学生可 以对所学的继电保护理论进行验证，增强其动手能 力，巩固所学知识。为了达到以上 目的，实验装置应 该通用灵活，使用的保护算法必须易于更新和调试。 图1 硬件框图 这就决定微机继电保护实验装置与实际生产运 Fig．1 Frameofthehardware 行使用的微机继电保护装置的开发思路有很大的不 同。结合上述要求 ，本文提出了一种基于实时操作 2 实时操作系统及其移植 系统FreeRTOS的设计方案。 2．1 实时操作系统的选择 1 装置的硬件平台 实时操作系统(RTOS)是指能满足实时控制系 继电保护装置不仅要采集各种模拟量和开关 统的实时性要求，