基于DSP的电力电源系统集中监控器的研究

4　集中监控器的软件设计

为方便用户添加或删除某些功能，软件采用模块化结构，用C语言和汇编语言混合编程。主程序流程如图2所示，完成对AD转换结果的数据分析，IO口数字量的处理，调用蓄电池管理程序，时钟程序，LCD显示程序等等。其中数据分析包括电池组的放电电流差计算、浮充电压判断、充电电流比较、放电电压的比较、低压切除电压阈值调整等等；IO数字量处理包括对开关量的判断、报警等；中断程序包括AD转换、串行通信、键盘处理等等。
蓄电池管理程序根据数据分析的结果对蓄电池进行自动均浮充和放电保护控制。本文研究的监控器考虑对两组蓄电池的管理，DSP根据检测到的电池组的实时数据，计算、分析电池的状态，依据设定的参数值，自动进行均、浮充转换并提供全面的声光报警及相应　的电池保护。如：依据各组电池的放电电流差，提示可能存在的电池故障；在电池电压大小不同的阶段设置充电限流值，保证电池容量得到最大补充。在充电限流中采用将各组电池充电电流的最大值与限流值相比较的方法，保证了每组电池电流不超过充电限流值。在低压断路中，在电池放电到设定的低压切除电压时，会自动切除蓄电池组，防止电池过放电。在此设定的低压切除电压值不是固定的，它与实际放电电流有关，在大电流放电时，其末期电压设置为较小，而在小电流放电时低压切除电压阈值较高。定期通过软件控制手段将充电模块置于关闭状态,让蓄电池放电，防止蓄电池的内阻增大从而增加蓄电池的使用寿命。蓄电池管理程序流程图如图3所示。

LCD显示程序框架如图4所示：每屏可显示15*4汉字，显示屏共分16屏，其中首屏为监控子菜单，内容包括时间、交流电压、交流电流、输出电压、负载电流、环境温度、均浮充状态等参数。在首屏按上翻键可进入主菜单屏，包括监控、充电模块、电池、告警记录四个子菜单；在主菜单屏可任意选择进入要查看的子菜单，其中充电模块内容包括状态查询、参数设置（普通、广播）。电池中的内容包括状态查询、参数设置，进入状态查询子菜单可查看蓄电池组的温度、电压、电流、均浮充状态等，可通过参数设置改变与电池相关的参数如温度补偿系数。故障记录子菜单包括故障编号、发生的时间等。屏间信息的转换、屏内光标的移动、参数的增减通过上、下、左、右、确定按键组合实现。
串行通信软件，包括DSP与PC的串行通信和DSP与单片机的串行通信。对于PC机，以VC＋＋6.0作为开发工具，采用Windows ActiveX控件－MSComm来实现通信程序，在事件处理函数oncomm1中将接收到的下位机数据写入数据库文件，进一步实现计算机监控软件的功能。集中监控器对多个充电模块的控制通过DSP2407与多个单片机的通信来实现，可依次与每一个充电模块传送数据或同时发送数据（广播方式）。本文协议中DSP与PC机、单片机的通信采用CRC标准的循环冗余码校验，波特率9600bps，帧格式：每帧11位，起始位1位，数据位8位，校验位1位，停止位1位。PC机与DSP通信中，由于PC机要控制多个直流屏，即要与多个DSP通信，本文中DSP通信采用处理小数据十分有效的地址位模式，设置SCI的sleep位进入接收睡眠模式，当探测到地址帧时才中断，然后判断收到的地址与自己地址是否相同，若相同，才能读取其后PC机发来的数据，数据报文格式如图5所示。

图4　LCD显示程序框图

图5数据报文格式

同样DSP与单片机通信中需发送充电模块地址，从而建立一对一的信道或一对多信道（广播方式），然后才发送数据。DSP发地址码时，校验位为1，发数据码时，校验位为0。DSP串行通信采用中断的方式，DSP启动串行口后就不再询问它的状态，依然执行自己的程序，实现DSP与串行口的并行工作。当串行口产生中断时，先向DSP申请中断，DSP响应中断后就暂时中断自己的程序，执行相应的串口中断服务程序，执行完后又返回主程序，这种方式使信息得到及时处理。

6　结束语

本文研究的电力电源系统集中监控器以具有快速运算能力的DSP为核心，在实时检测多种电气量的基础上具有以下主要功能：1、可实时监测蓄电池组的电流、电压、温度;直流屏中直流输出电压、电流、熔断丝的状态信号输入、直流输出告警;充电模块工作状态;交流电压、电流等等；2、根据蓄电池的状态智能控制充电模块的开/关机、均/浮充，调节充电模块的输出电压和限流级别；3、可通过按键查询各充电模块和蓄电池的状态信息，更改系统参数；4、对故障进行声光报警并提供故障历史记录；5、利用串行接口DSP与PC机及充电模块进行数据交换，接受监控调度中心的远程控制对充电器实现遥信、遥测、遥控、遥调。与以