微机电力自动装置原理课件.ppt

1，1。电力系统自动装置原理的主要内容是什么？(1)当电网缺电时，如何将同步发电机安全并入电网；(2)当电网中功率过大时，如何将同步发电机安全地从电网中移除；(3)对于多台发电机的电站和农场，当电网负荷增加时，如何合理分配每台发电机的发电量，以达到最佳的经济效益。降低煤炭消耗。(4)实现上述目标需要什么样的自动控制装置？(5)应该建立什么样的数学、物理、控制和模型来实现上述目标？你是如何学习这门课程的？(1)掌握以上五项内容，注重学习。(2)了解复杂模型。不需要死记硬背。(3)自动装置的原理要求明确。(4)关闭时间参数。将计算低频减载参数和最佳负荷分配参数的要求。(5)做好作业，准备毕业设计。(1)检查结果80%-70%。(2)作业、考勤、纪律20%(3)其他0-10%，4，(1)自动同步并联装置。(2)发电机励磁装置。(3)发电机励磁控制调节装置。(4)发电机的原动机调速装置。(5)电力系统稳定器。(6)自动调频装置(7)自动低频减载装置。(8)工业控制计算机。什么是自动装置？(1)并行模型的自动同步。(2)励磁控制、调节器模型和无功分配模型。(3)励磁控制系统的动态频率表达模型。(4)电力系统稳定器模型。(5)发电机组的工频特性模型。(6)电力系统频率特性模型。(7)电力系统低频自动减载模型。(8)电力系统自动经济调度模型。主要模型如下：电力系统由火电厂、输电线路、变电站、控制中心和远动通信组成。发电厂主要生产电能。它分为火力发电厂和水力发电厂、核电站、太阳能发电厂等。输电线路从发电厂向用户输送电力。变电站将110千伏转换为10千伏380伏，220伏送至用户。控制中心合理分配电能，维护电网安全。远动通信：为发电厂、热电厂、输电线路、变电站、控制中心等提供通信服务。2.电力系统自动控制部。电力系统自动监控：目的是提高系统的安全和经济运行水平。随时监控火力发电厂和输电线路的电压、频率和负荷平衡。2、电厂动力机械自动控制；励磁、稳压、稳频、调速和其他控制。3.电力系统自动装置：控制和操作发电厂和变电站主要电气接线设备的自动装置。发电厂和变电站等电力系统的安全装置。9 8237 6的性能概述。允许EOP输入信号结束DMA传输或重新初始化。7，8237可以级联以增加信道数量。1，4个独立的DMA通道的内部组成和结构各包含一个16位基本地址寄存器、一个16位基本字节计数器、一个16位当前地址寄存器、一个16位当前字节计数器和一个8位模式寄存器。模式寄存器接收并存储来自中央处理器的模式控制字，使通道能够在不同模式下工作。定时和控制逻辑电路在输入时钟的定时控制下，根据在DMA请求服务之前的初始化编程期间设置的操作模式寄存器的内容和命令，产生8237A内部定时信号和外部控制信号。12，8237的内部组成和结构。3.当同时接收到不同信道的DMA请求时，优先级编码逻辑对信道执行优先级编码，以确定相应的序列。通过编程可以确定频道的优先级是固定的还是循环的。除了每个通道中的寄存器，共享寄存器还包含一些共享寄存器：16位地址临时寄存器、16位字节数临时寄存器、8位状态寄存器、8位命令寄存器、8位临时寄存器、4位屏蔽寄存器和4位请求寄存器。14，8237的内部组成和结构，15，8237的内部组成和结构，5，8237的数据引线和地址引线都有三态缓冲器，因此总线可以连接或释放。16，8237有两个主要占空比，即空闲周期和活动周期，每个周期由几个时钟周期组成。空闲周期当在8237的任何信道上没有直接存储器存取请求时，它处于空闲周期或同步状态。空闲周期由一系列时钟周期组成。在每个时钟周期内，8237只完成两个任务：(1)对每个通道的DREQ请求输入行进行采样，只要没有直接内存存取请求，它就一直保持在同步状态；(2)中央处理器读/写8237。只要控制信号有效，它就表示中央处理器将读/写8237。当8237的采样控制信号为低电平且数据请求为低电平时，中央处理器进入8237的编程操作状态。当中央处理器读/写8237时，8237的内部寄存器(组)由地址信号A3至A0选择，读/写操作由读/写控制信号控制。8237内部地址寄存器和字节计数计数器是16位，而数据线只有8位。8237有一个高/低字节触发器，称为字节指针寄存器，可以控制8位信息写入16位寄存器的高8位还是低8位。当其状态为0时，触发器执行低字节读/写操作。当其状态为1时，执行高字节读/写操作。当一个处于空闲状态的8237通道从外设接收到直接内存存取请求时，它立即向中央处理器输出HRQ有效信号。当没有收到来自中央处理器的回答时，8237仍处于编程状态，也称为初始状态，记录为S0状态。在几个S0状态之后，当8237从中央处理器接收到HLDA响应信号时，它进入占空比或有效周期，或者8237从S0状态进入S1状态。主动循环S0状态是直接内存存取服务的第一个状态。在这种状态下，8237已经接收到来自外围设备的请求，并且向中央处理器发送了一个直接存储器存取请求信号HRQ，但是还没有接收到一个响应信号HLDA从中央处理器到直接内存存取请求。S1状态是实际的DMA传输操作状态。当8237从中央处理器接收到HLDA响应信号时，它可以从S0状态改变到S1状态，以开始进行直接存储器存取传输。当在存储器和外围设备之间进行DMA传输时，通常活动周期由4个时钟周期组成，即S1、S2、S3和S4，但是当外围设备速度较慢时，可以插入软件等待周期。然而，当在存储器的不同区域之间执行DMA传输时，由于需要顺序完成从存储器的读取和向存储器的写入，所以需要8个时钟周期来完成每次传输，并且在前四个周期S11、S12、S13和S14中完成从存储器源区域的读取；最后四个时钟周期S21、S22、S23、S24完成对存储器目标区域的写操作。8237的工作顺序，外部结构，24，8237，8237的引线和功能1，A0-A3:双向地址线，由中央处理器输出的A0-A3用于选择8237的内部寄存器，由8237输出的A0-A3是地址的最低4位。2.A4-A7:三态输出线，A4-A7用于在直接内存存取期间输出地址。25，8237(续)、3，DB0DB7的外部结构：双向数据线，由中央处理器用来读写8237内部寄存器。在DMA传输开始时，高位地址的A15至A8通过DB0至DB7线锁存。当通道0和通道1被用于同时将存储器传送到存储器时，从原始存储器单元读取的数据经由数据线进入8237用于临时存储，然后经由数据线被写入目的地存储器单元。外部结构，26，8237(续)，4。IOR:双向，输入/输出读信号，低电平有效。当8237被用作从设备时，IOR信号被用作输入，并且中央处理器结合芯片选择信号CS读取8237内部寄存器。当8237被用作主控设备时，它输出IOR信号以从外围设备读取数据并将其写入存储器。5.双向和低效。与IOR类似，信号传输的方向取决于8237在总线上的位置。外部结构27 8237(续)，6，MEMW:输出，低电平有效，DMA存储器写信号。7.MEMR:输出，低电平有效，内存读取信号。外部结构，28，8237(续)，8，ADSTB:输出，地址选通，高电平有效。8237的数据线DB0至DB7用于分时的直接存储器存取地址信号A15至A8。当ADSTB信号有效时，DMA地址高字节出现在DB0至DB7上，并由该信号选通至外部锁存器(如LS373)。外部结构，29，8237(续)，9，AEN:输出，DMA地址使能信号，高电平有效。当其有效时，允许DMA控制器发出地址信号，并且禁止CPU地址线连接到系统总线。只有当地址信号为低电平时，才允许中央处理器控制系统总线上的地址信号。外部结构，30，8237(续)，10，CS:输入，芯片选择信号，低电平有效，当中央处理器控制总线时，8237用该信号选择用于输入/输出读/写操作。11.复位：输入，复位信号，高电平有效，复位后屏蔽寄存器置1，其它寄存器清零。外部结构31 8237(续)12 READY:准备好输入信号，表示进入DMA的外设准备好读写，否则需要在总线周期中插入等待状态软件。外部结构(续)12 HRQ:向中央处理器输出8237总线请求信号，并向中央处理器输出保持信号，请求控制系统总线。13.输入，中央处理器响应8237总线响应信号。外部结构，33，8237(续)，14，DREQ0DREQ3:输入，由外围设备分别向8237的四个通道提供DMA请求信号，其有效极性可编程。在相应的信号DACK有效之前，不能取消DREQ信号。复位后，指定的高电平有效。外部结构为，34，8237(续)，15，DACK0DACK3:输出，8237为外部响应信号，其有效极性可编程。复位后，指定的低电平有效。16.CLK:时钟输入。外部结构，35，8237(续)，17，EOP:双向，DMA过程结束信号，低电平有效。如果8237中的任何一个通道进入DMA过程，当其字节计数结束时，输出EOP是有效的。如果直接内存存取计数未完成，但外部输入了有效的EOP信号，则强制直接内存存取过程结束。只要EOP有效，内部寄存器就会复位。每个通道都有自己的模式寄存器，因此可以独立选择不同的操作模式和操作类型。8237的工作原理，37，在每个DMA过程中，仅传输一个字节的数据，当前字节计数计数器减1，当前地址寄存器加1或减1，然后总线控制被交换给CPU。在数据传输完成之前，单字节传输模式下的DMA过程不会结束。数据传输完成后，直接内存存取过程才会结束。然而，对于传输的每个字节，它检查DREQ是否有效。如果它是有效的，它继续，否则，它停止。为了增加DMA通道的数量，可以级联一个主8237和几个从8237。级联模式，41，图5.348237级联模式操作框图，图5.348237级联模式操作框图，42，1，存储器传输接口。2.内存到接口。3.记忆对记忆。传输类型，43，8237优先级：1，固定优先级：通道0最高，通道3最低2，循环优先级，优先级，44，8237有4个独立的DMA通道和几个内部寄存器。内部寄存器8237和45、基址寄存器和当前地址寄存器：存储起始地址。在操作期间，基址寄存器不变，而当前地址寄存器在每次传输后自动递增或递减1。8237内部寄存器(续)，46，其中自动预设=自动预设起始地址和字节数；验证传输仅生成地址并响应EOP。内部寄存器为，8237:模式寄存器，内部寄存器为，47，8237:命令寄存器，内部寄存器为，48，8237:请求寄存器，相当于外部产生有效的DREQ请求信号。内部寄存器49，8237:屏蔽寄存器，单通道屏蔽字8237，内部寄存器50，8237:屏蔽寄存器(续)，四通道屏蔽字8237，内部寄存器51，8237:状态寄存器，52，8237占用16个连续的输入/输出端口地址，内部寄存器由地址信号A3-A0选择。内部寄存器8237的寻址、内部寄存器53，8237的寻址(续)、内部寄存器54，8237的寻址(续)、内部寄存器55，1.8237的寻址以及连接各种通道的寄存器由字节指针触发器决定，不同地址由地址线a3-A0指定。模式寄存器每个通道一个，但只分配一个端口地址。不同的通道由模式控制字的D1和D0位来区分。8237、56、2.8237的编程及应用系统中典型的8237接口只能输出A0A1516位地址信号。在8086/88系统中，有20条地址线，即A0A19。为了在8086/88系统中用8237实现直接内存存取，需要提供一套4位的硬件页寄存器。8237、57、2.8237的编程和应用对于系统中的典型连接通道0、1、2和3有一个4位页面寄存器。在DMA传输之前，输入/输出地址可用于加载和读取页面寄存器。在DMA传输过程中，DMAC将A0至A15放在系统总线上，而页面寄存器将A16至A19放在系统总线上，形成20位地址信号A0至A19，实现DMA传输。8237的编程和应用，58位和20位地址的生成：页面寄存器，8237在PC机中的连接，CS的接口地址，74LS138解码器生成的8237可设置为000H00FH(注意：解码时不使用XA4)。8237使用页寄存器74LS670、三态锁存器74LS373和三态门74LS244来形成系统总线的地址信号A0-A19。PC机中8237的一些控制信号连接到74LS245。当芯片8237空闲时，中央处理器可以对其进行编程，并向8237添加控制信号。在DMA操作期间，8237的控制信号将形成系统总线的控制信号。类似地，数据线XD0至XD7也通过双向三态门74LS245连接到系统数据总线。在初始化8237之前，8237必须复位。8237可以使用复位信号或软件命令复位。复位后，8237内部的屏蔽寄存器置1，所有其它寄存器清零