книги / Микропроцессорная система релейной защиты энергоблоков

3. Драйвер ДП, который осуществляет: параллельный контроль на ДП действий оператора, индикацию набираемой программы, программы, хранящейся в ОЗУ, набора данных при счете, результа­ тов вычислений, а также указаний об ошибках в счете и управле- - нии.

4.Супервизор ввода-вывода, который организует работу с ПУ.

5.Дайвер ввода-вывода на магнитную ленту, который запи­ сывает на МЛ данные и программы, считывает с магнитной ленты данные и программы.

6.Драйвер печати.

7.Драйвер клавиатуры.

Средства автоматизации программирования — совокупность про­ грамм интерпретатора входного языка УВМ и программных средств отладки. Интерпретатор включает:

1. Транслятор, который осуществляет первичный контроль син­

2.Ретранслятор, который переводит на внешний язык програм­ мы или их элементы, хранящиеся в ОЗУ в машинных кодах.

3.Интерпретатор команд, реализующий вводимые команды внеш­ него языка.

4.Дешифратор кодов, который определяет вид оператора в

6.Программа обработки символов.

7.Программа обработки подпрограмм, которая организует об­ ращение к подпрограммам, размещает их в ОЗУ и выполняет их вложение.

8.Программа обработки меток, которая организует автомати­ ческий переход в место программы или подпрограммы, помечен­ ное меткой.

4.3. Алгоритмы управления

УВМ через системный канал может осуществлять двухсторон­ ний обмен информацией с ЗМ, ВБ и управлять работой СИМ.

Двухсторонний обмен со всеми ЗМ позволяет УВМ периоди­ чески контролировать их работоспособность, протоколировать ра­ боту защит и изменение состояния отдельных элементов ЗМ, а так­ же по требованию оператора выполнять контроль и оперативное изменение уставок РЗ. Связь с ВБ используется для эксперимен­ тального определения характеристик защит с помощью СИМ. При этом УВМ сначала блокирует прохождение сигналов на исполни­ тельные органы ВБ, затем запускает СИМ, который подменяет реальный аналоговый входной сигнал, поступающий на вход АЦП,

Рис. 4.5. Алгоритм протокола состояния МПРЗ

При обмене информацией (блок 3) ЗМ по запросу от УВМ пере­ дает ей сведения о состоянии объекта защиты и аппаратных средств ЗМ. Если обмен с k-й ЗМ неуспешен, блок 5 обеспечи­ вает переход на протоколирование неисправности (блок 7) и заме­ ну k-й ЗМ резервной (блок 9).

При изменении состояния защиты (введена-выведена, сраба­ тывание-возврат) блок 6 осуществляет переход на блок 8, протоко­ лирующий происшедшие изменения. Аналогично блоки 10 и 11 про­ токолируют изменения АпС ЗМ.

Оперативный персонал имеет возможность выполнять большое число типовых действий с МПРЗ. Для этого следует нажать какуюлибо клавишу клавиатуры УВМ, в результате чего произойдут пре­ рывание и переход ЦП на выполнение подпрограммы обработки прерываний от клавиатуры, блок-схема алгоритма которой пред­ ставлена на рис. 4.6.

При входе в подпрограмму на ДП выводится сообщение (блок 2). После этого ЦП переходит в цикл ожидания нажатия клавишифункции (блоки 3 и 4). Если за отведенное время клавиша не будет нажата, блок 5 выведет информационное сообщение и произойдет выход из подпрограммы.

При нажатии на какую-либо клавишу происходит переход на блок 6, после чего полученный код функции Fj контролируется бло­ ком 7. В случае, если нажата не функциональная клавиша, выво­ дится сообщение (блок 8). Блок 9 вызывает выполнение функции, соответствующей нажатой клавиши.

Быстродействие современных микроЭВМ и тенденция его не­ уклонного повышения, делают актуальной задачу реализации про­ грамм нескольких РЗ на одной ЗМ. При этом необходимо обеспечить независимое использование программ РЗ и системных программ общих системных ресурсов, дискретизацию по времени для различ­ ных РЗ, гарантированное максимальное значение для времени срабатывания каждой защиты, живучесть системы при возникнове­ нии сбоев и отказов в аппаратуре микроЭВМ.

Алгоритмы РЗ — это алгоритмы программ реального времени, работа которых должна быть синхронизирована с интервалами дискретизации входных сигналов. Эта синхронизация осуществ­ ляется с помощью прерываний от таймера дискретизации (Т Д ).

В подпрограмме обработки прерываний от ТД обычно проводятся опрос АЦП ИП входных сигналов, изменение программных счет­ чиков реального времени и т. д. При этом главная программа РЗ с помощью различных флажков управляет работой подпрограммы обработки прерываний. Главная программа РЗ также проводит

вующие главную программу и подпрограмму обработки прерываний от ТД. Для каждой РЗ может быть выбран свой, отличный от других интервал дискретизации. Следует разделять проблемы со­ вместной работы главных программ и проблемы совместной работы подпрограмм обработки прерываний от таймеров дискретизации.

При достаточно высоком быстродействии процессора и наличии развитых АпС (блок программируемых таймеров, имеющих не­ сколько, порядка 8—1 0 , независимых таймеров с различными век­ торами прерываний) легко решается проблема совместной работы подпрограммы обработки прерываний от таймеров. Для каждой программы РЗ выделяется отдельный программируемый таймер.

Вэтом случае подпрограммы обработки прерываний каждой РЗ располагаются независимо друг от друга и сохраняют полную авто­ номность. Возможность такой организации дискретизации должна быть оценена с точки зрения точности восстановления сигналов, так как наличие нескольких подпрограмм обработки прерываний может привести к опросу ИП защит с меньшим приоритетом в пе­ риоды времени, сдвинутые относительно требуемого момента на время обработки прерываний от таймеров других защит с более высокими приоритетами. Для микроЭВМ типа «Электроника-60» это время при реализации трех РЗ на одной ЗМ может составлять от 150 до 300 мкс, что сравнимо с интервалами дискретизации, которые обычно находятся в пределах от 600 до 1700 мкс.

Другой вариант организации совместной работы подпрограмм обработки прерываний можно реализовать, если периоды дискре­ тизации защит в данной микроЭВМ равны или кратны друг другу.

Вэтом случае используется общий для всех защит ТД и, соответ­ ственно, одна программа обработки прерываний от него. В этой подпрограмме опрос и предварительная обработка данных осущест­ вляются последовательно — сначала для одной защиты, затем для второй и т. д. Такой вариант дает выигрыш по требуемому быстро­ действию процессора, и экономия затрат процессорного времени составляет:

ЭВМ; tBX1ф— время перехода на подпрограмму обработки прерыва­ ния; tcxp — время сохранения используемых регистров общего назна­ чения; tBCT— время восстановления регистров общего назначения;

них. Главные программы всех РЗ оформляются в виде подпрограмм, которые выполняют один цикл обработки, заканчивающийся приня­ тием решения о состоянии 0 3 . Разрабатывается ОС, вызывающая в определенном порядке указанные подпрограммы. Порядок вызова подпрограмм РЗ может корректироваться ОС в зависимости от раз­ личных факторов. При этом время срабатывания каждой из защит может возрастать в худшем случае на величину

Atcp.i = ^ to6pij , i=j£j, i s 1, m,

j = i

где AtcP( t — увеличение tcp i-й защиты при реализации на одной ЗМ

процессора между программами защит и определенным числом фоновых задач обслуживания функционирования ЗМ. Обычно ис­ пользуется одна фоновая задача, интегрирующая все функции об­ служивания. Предлагаемая организация ДЗ, блок-схема алгоритма которого дана на рис. 4.7, позволяет осуществлять независимое написание и отладку программ защит, включаемых в одну ЗМ, кроме того, за счет введения специальных флажков активности А; для каждой из задач достигается динамическое перераспределение

Работа алгоритма ДЗ в данном случае инициируется по пре­ рыванию от ТД. Это вызвано небольшой производительностью ис­ пользуемого процессора. При определенном запасе производитель­ ности работа Д З может вызываться прерываниями специально выделенного таймера.

При входе в Д З регистры общего назначения сохраняются в специальном буфере, причем каждой задаче отведена определенная его часть (блок 2). Блоки 3 и 4 организуют цикл опроса ИП и пред­ варительную обработку данных для всех К защит. Блоки 5—7 осу­ ществляют переход на очередную задачу.

Блок 8 осуществляет поиск задачи с активным флажком, т. е. требующей ресурс процессорного времени. Блок 9 восстанавливает регистры общего назначения выбранной i-й задачи. После этого блок 10 производит выход из подпрограммы в i-ю задачу. Восста­ навливается содержимое регистров, и выход произойдет в то место i-й задачи, на котором она была прервана ТД, лишившим ее ресурса процессора.