1、 柴達木換流站控制保護軟件Accel簡介一、Accel簡介柴達木換流站應用了南瑞繼保研發的PCS-9550直流輸電控制保護系統軟件V1.0，其中集成了換流站控制系統、直流換流器/極/雙極保護、換流變壓器保護、直流濾波器保護、交流濾波器保護的軟件。其中站控制系統、直流換流器/極/雙極保護集成在了Accel系統中，換流變壓器保護、直流濾波器保護、交流濾波器保護獨立分屏。柴達木換流站控制保護系統軟件通過南瑞新型開發的Accel程序編寫，與以往直流輸電工程中的MACH2功能、用法相似。取消主機加PCI板卡結構后，主程序及I/O信號處理程序分布在多個板卡中實現。1.1、Accel中的基本概念元件：元件是

2、完成特定應用功能的面向對象的一組數據和對數據進行處理的過程，處理完后輸出的數據供其它元件進一步使用。元件包含輸入、輸出和參數等外部接口。庫元件： 由UAPC平臺符號庫管理工具形成其輸入、輸出、參數的接口描述和圖形描述。元件的頭文件和目標文件（OBJ）存放在UAPC符號庫中，庫元件可以被多次復用。庫元件不提供C源文件給用戶。Main元件：在單CPU插件中，只有一個Main元件，在雙CPU插件，有Main和Main2兩個頂層元件，Main元件只能實例化為1次，表示插件功能設計。Main元件一般包含：應用元件調度頁面、配置頁面。可以包含普通功能圖頁面、頁面任務調度頁面。動態元件：在 Main元件下可

3、以有多個有可視化頁面封裝組成的實體，動態元件設計文件將形成兩個文件：在 h文件中形成元件的結構定義；在c文件中形成元件的構造函數、初始化函數、任務函數的定義。動態元件一般包含：頁面任務調度頁面、普通功能圖頁面。順序功能圖(SFC)元件：用于表示實現某個順序控制功能或者狀態轉換的元件。順序功能圖由執行步塊、轉移條件塊等符號組成。執行步塊代表一個執行步頁面對應的功能函數。順序功能圖文件在代碼生成時也形成h文件和c文件，每個執行步頁面獨立封裝成函數，在順序執行控制頁面中決定函數的執行跳轉順序。順序功能圖元件簡稱SFC元件。SFC元件一般包含：順序執行配置頁面、執行步頁面、任務調度頁面。在順序執行配置

4、頁面中決定執行步的執行過程，在任務調度頁面決定順序執行配置任務函數的任務等級。1.2、Accel中的層次關系裝置下有多個插件文件，插件下有Main應用(NR1113雙DSP有兩個Main)。Main應用是一個插件程序的入口，它有若干子應用和頁面（這些頁面為任務調度類型）。應用有若干頁面，可能有幾個子應用（數據管理支持N層應用嵌套，實際應用1-2層比較多）。1.3、Accel中的任務執行優先級在Main的任務調度頁面中配置頂層元件任務執行順序。在元件的任務調度頁面配置配置頁面的任務等級和執行順序。在元件的任務調度頁面可以將子元件形成一個執行鏈，這些子元件的任務放在父元件的任務首部先執行。在元件的

5、任務調度頁面可以將子頁面形成一個執行鏈，配置子頁面執行鏈的頁面類型應該為任務調度頁面。HTM有8個等級的任務，一般主CPU下應用程序任務等級設置為2以上。另外還有6個等級的SPORT任務，和一個單獨任務鏈（默認75us）。每個頁面對應一個任務函數，通過AddTaskExt接口加入到任務隊列。AddTaskExt在元件的init函數中被調用，所以動態元件的初始化順序決定了元件任務的執行次序。如下圖：換流器區程序頁面任務優先級 1.4、Accel的三種模式：瀏覽模式、調試模式、編輯模式（1）瀏覽模式不使用硬件鎖的用戶模式，應用和繪圖僅能被查看而不能作任何改動。（2）調試模式也稱為HiBug。將編制

6、系統連接到目標系統允許用戶通過雙擊表示信號的線來實時的調試應用。該數值在屏幕上被顯示和更新。通過在一個數值上點擊可以改變設置，并輸入一個新數值。 Accel的調試模式用于調試一個在目標系統中運行的Accel應用，即對于富有意義地運行調試模式的一個預需求是到用于應用的繪圖和到目標系統的連接都建立起來了。（3）編輯模式代碼生成符號可以被創建和修改。要進入編輯模式需要一個密碼（編輯模式不給用戶開放）。二、Accel結構和功能模塊介紹2.1 柴達木換流站Accel軟件，Appsoftware/MAIN結構如下：ACC：交流控制AFC：交流濾波器控制ASC：輔助系統控制ATC：交流主變控制OHM：在線諧

7、波監視PCP：極控制PPR：極保護（包括換流器、直流線路、極保護及雙極保護的啟動和保護）SPC：站用電控制2.1.1 極控制系統軟件結構極控制系統由多塊板卡組合而成，各個板卡分工明確，相互之間通過背板的HTM總線傳輸數據，各個應用內部的軟件邏輯類似于以往的MACH2系統，具體分工如下：B01/NR1106: 系統管理板卡，負責系統配置信息，對各個板卡進行管理，與SCADA系統通信；B03/NR1113：DSP信號處理板卡，一個DSP板卡處理電壓電流模擬量信號，另一個DSP處理角度計算；B04/NR1105：CAN總線接口板卡，通過CAN總線與I/O系統與站CAN連接；B09/NR1128：通訊

8、板卡，負責極控系統與極保護系統之間的通訊；B11/NR1127：通訊板卡，負責站間通訊和極間通訊；B12/NR1103：主處理板卡，處理模式選擇、分接頭控制、系統監視與切換等；B13/NR1103：輔處理板卡，處理順序控制、無功控制。注：Bxx為板卡安裝槽位。2.1.2 Accel中直流保護系統軟件結構保護系統同樣采用多塊板卡組合而成，每個保護均有保護啟動邏輯和保護動作邏輯，如下圖：B03/NR1113：換流器保護、線路保護動作邏輯；B03/NR1113：換流器保護、線路保護啟動邏輯；B03/NR1113：極保護、雙極保護動作邏輯；B03/NR1113：極保護、雙極保護啟動邏輯；其它板卡功能與

9、極控系統功能類似。例：換流器保護出口動作需要啟動邏輯和動作邏輯同時動作，在PPRCOMM_PCP_1MainPAM_OUTCONV_INPUT.ghc處理頁面中將保護啟動邏輯和動作邏輯按位相與，如下圖：保護啟動邏輯和動作邏輯所采集的模擬量回路相互獨立，回路上單原件故障不會導致保護誤動作2.2 Accel中的功能模塊（待增加）英文縮寫英文名稱中文名稱ACCAlternate current control交流控制AFCac filter control交流濾波器控制PCPpole control and protection極控制保護PPRpole protection極保護ASC Auxili

10、ary System Control輔助系統控制ATCAlternate transform control交流主變控制SPCstation Power Control站用電控制OHM Online Harmonic Monitoring 在線諧波監視PCPPCPCFGPCP configPCP配置DSP Digital Signal Processor數字信號處理器IOCTRLIn/out put controlI/O控制PPRCOMACommunication with PPR和PPR通信TCOMEteleCommunication系統通信MAINCPUMain Central Proce

11、ssor Unit主中央處理單元程序DCCMAINDC Current mian直流場主程序SUPSupervision監視系統BSQBlock Sequences 閉鎖順序控制DCYDC yard直流場STN station站COMPPRCommunication with PPR和極保護間通訊COMESVCCommunication with SVC和無功控制間通訊TELCOMTeleCommunication遠程通訊COMMCommunication通訊VMPValve Misfire Protection閥誤觸發保護SOLSwitchover Logic切換邏輯CFCConverter

12、 Firing Control換流器觸發控制MODSPower modulations 功率調制控制OLLOverload Limiter過載限制PPCPPole Power Control and Protection極功率控制保護MSQModel Sequences模式順序控制RSQReady for SeQuences準備好順序操作VARCVoltage and Angle Reference Calc電壓和角度參考值計算TCCTap Changer Control分接頭控制OLTOpen Line Test開路試驗TFRTransient Fault Recorder暫態故障錄波VSP

13、Voltage overstress Protection電壓過應力保護ACSAutomatic Surveillance System自動監視系統HASHigh Angle Supervision大角度監視SSQSwitching Sequences開關順序控制RPCReactive Power Control無功功率控制CONVLINE_PROTConverter and line protect換流器和線路保護CONVLINE_PKConverter and line pickup換流器和線路保護啟動POLEBIPO_PROTPole and Bipole protect極和雙極保護PO

14、LEBIPO_PKPole and Bipole pickup極和雙極保護STATION_COMMStation Communication站間通訊COMM_PCP_1Communication with PCP和PCP通訊DIG_IODigital IO數字信號接口CONVPRConverter protect換流器保護COMMCommunication通訊模塊ACSautomatic monitoring system自動檢測系統LPTW travelling wave protect of Line線路行波保護LPLDlongitudinal differential protect o

15、f line線路縱差保護LPDUDTLine protect du/dt線路電壓突變量保護LPUVLine protect for under voltage線路低電壓保護DATA_PROCProtect data collection保護數據采集CONVPKConverter pickup換流器保護啟動POLEPRPole protect極保護BIPOLEPRBipole protect雙極保護POLEPKPole pickup極保護啟動BIPOLEPKBipole pickup雙極保護啟動PAM_OUTProtect action matrix -out保護動作出口矩陣IOSWSwitch

16、 IO開關輸入輸出接口OTHSYSOther system另一系統SPCCFGStation power control config 站用電配置MDSPSUPMaster station power supervision主站用電監視SCOMMStation Communication站間通訊SACSStation power automatic monitoring system站用電檢測系統IOSUPIn/out put Supervision輸入輸出監視SDSPSUPSlave station power supervision備用站用電監視REFreference參考目錄四、Acce

17、l中常見元件介紹（待增加） 與門，輸出為輸入的邏輯與 比較器，當輸入增大時沿右邊沿上升，減小時左邊沿下降 比較器，a>b時輸出為1，否則為0計數器,CL的每一次脈沖都會導致輸出增加1，直到32000（本例中），后回零重新計數，R為復位。delay off ,延時返回，在輸入信號已經由1變為0，這個符號使1延長Time長再返回。 只有在輸入1達到Time長時輸出才為1，一旦輸入返回為0，輸出即返回0。除法門，輸出為輸入的除 把1信號展寬到Time那么長限制器，在大于上限的情況下輸出為上限恒定值，在小于下限的情況下輸出為下限恒定值，在此之間，輸出等與輸入。 乘法門，輸出為輸入的乘積 非門，輸

18、出為輸入的邏輯非 或門，輸出為輸入的邏輯或RS觸發器，為了防止RS觸發器在1，1不定的情況發生，結合列一個與門，這樣：輸入（R S） 輸出0 0 不變0 1 01 0 11 1 0 選擇器，輸出根據選擇開關量進行選擇，選擇開關量為0時選擇下面的輸入，為1時選擇上面的輸入 轉換門，用于改變變量名稱或數據類型轉換三、Accel中的簡單用戶操作3.1 啟動和退出AccelAccel程序的啟動、退出和一般windows應用并無二致，雙擊Accel圖標打開、點擊“退出”退出Accel；另外當啟動Accel時，所提供的硬件鎖必須被連接到并行口上，否則Accel只能在瀏覽模式下啟動。 3.2 在Accel中

19、打開一個繪圖1）、啟動Accel，點擊命令文件/打開或左上角文件夾標示或是用快捷鍵CTRL+O。將出現“Open ”對話框。2）、在“Open ”對話框中，打開Accel文件所在路徑，按照Accel結構打開相應繪圖所在目錄。3）、點擊"打開"按鈕。4）、根據軟件結構找到繪圖頁打開。 3.3 啟動和退出既調試模式（HiBug）3.3.1 啟動調試模式：1）、啟動Accel然后點擊菜單欄命令“文件”，出現“模式”對話框。2）、選擇調試模式，選擇目標主機地址（主機地址見主機地址信息表）并點擊確定。調試模式被啟動。在調試模式中不能使用的用戶模式命令會變灰。也可以使用快捷鍵ctrl+

20、D快速啟動調試模式。3.3.2 要退出調試模式，執行下面的一個操作：1）、 通過“模式”對話框，返回到Accel瀏覽模式。2）、退出Accel，例如，通過文件/退出。關于各種Accel模式，見文件/模式。 3.4 軟件信號值查看和修改Accel在調試模式時，可以很容易地通過幾個繪圖跟蹤一個信號，因為當一個信號從一個繪圖到另一個繪圖時，雙擊繪圖中的交叉檢索鏈接就可以自動地打開新圖形并允許在那個繪圖上立即繼續追蹤信號。并且通過調試模式，任何軟件信號的數值都可以實時地被監視和修改。 監視信號1）、要激活一個信號，按下列步驟做：在表示信號的連線上雙擊。信號的數值以紅色顯示在屏幕上而且默認是連續地更新的

21、。2）、要解除一個激活的信號，按下列步驟做：在需要被解除的具有數值的信號線上雙擊。 3）、信號更新調試模式可以周期地更新激活的信號也可以根據手動要求來更新信號。默認是周期地進行更新。要根據手動要求更新信號，所有激活的信號值被連續地更新。 4）、改變信號值要改變一個信號值，按下列步驟做：1、以鼠標右鍵點擊在一個被激活的信號的顯示數值上。會顯示出編輯信號數值的對話框。2、輸入一個新的數值并點擊確定按鈕。 通常對于實時執行的一個信號的數值并不經常進行改變（在下一個執行周期該數值被重新寫入）。然而，對于不是實時數值的信號（例如，定值），改變一個信號數值是非常有用的。5）、 Accel中符號的幫助左鍵點

22、擊選中待幫助符號，再右鍵點擊選中符號并選擇命令符號描述（Description）可以顯示一個窗口，描述符號的代碼定義部分。給出了輸入、輸出和參數類型。四、Accel軟件信號通信和CAN總線說明 4.1、站CAN接口柴達木換流站沿用站CAN策略，將交直流控制系統通過站CAN連接，用來傳輸相關信號，減少了電纜連接。各控制主機通過RS8311板卡連接至COM屏柜，實現數據交換。如下圖例所示：4.2、現場CAN接口柴達木換流站現場IO也采用CAN策略，同一機箱內的板卡通過背板的CAN總線進行通訊。分布式I/O通過CAN總線與控制主機所在的主機屏柜通訊，屏柜內各IO機箱用十芯線相連，屏柜之間便需要介質將

23、相距一定距離的兩個屏柜連接起來，使其在邏輯上成為一個CAN。屏柜之間的CAN連接，采用光纖。4.3、Accel中CAN節點的發送和接收模塊舉例 4.3.1. 通過Binary廣播號標識的CAN信號通信 不同控制系統之間通過CAN進行數據通信，在軟件圖中有一種是通過廣播號進行標識的功能塊。該功能塊上信息為：（a）CAN bus 總線類型；（b）Block no（廣播號，是在同一條CAN上區別與其它信號的標識）；（c）Source（數據源）或者Dest（數據目的地）對應板卡的節點號。功能塊共包括兩種： 1）、Binary（二進制） send(receive) 1：它只在接收端標出數據源“Sourc

24、e”，對應為CAN上發送端的板卡的節點號。如下圖1所示，我們在MAINPCPIOCTRLMAINDCYSSC_IN.ghc頁面上看到這個功能塊，從功能上我們可能根本不知道這些信號從哪個節點發出。根據數據源source為57，廣播號Block no為1，我們打開BFT CAN（根據信號來源為PCPIOCTRLMAINDCYSSC_IN.ghc可知信號來自BFT）總線圖,可以查到節點號為57的板卡為=BFT1A +1.H5.14 RS851板。我們就找到了信號的來源，再通過Hidaw打開QZINTERFACECOMMMONRS851DIGIN_O.HGF頁面，找到下圖2所示的功能塊。 圖一 （PC

25、PIOCTRLMAINDCY） 圖二（QZINTERFACECOMMMONRS851） 2）、Binary send(receive) 2，它只在發送端標出數據目的地“Dest”，對應為CAN上接收端的板卡的節點號。如下圖1所示，我們在MAINPCPIOCTRLMAINDCYSSC_OUT.ghc頁面上看到這個功能塊，我們查看發送端定義的目的位置Dest為59，即送到對應板卡的節點號為59，并且定義廣播號Block no為1。BFT CAN（根據信號來源為PCPIOCTRLMAINDCYSSC_OUT.ghc可知信號來自BFT）總線圖,可以查到節點號為59的板卡為=BFT1A +1.H5.16

26、 RS853板。這樣我們就找到了信號的目的地，再通過Hidaw打開QZINTERFACECOMMMONRS853DIGOUT.HGF，則找到圖2所示的模塊。圖一 （PCPIOCTRLMAINDCY） 圖二（QZINTERFACECOMMMONRS853） 4.3.2.系統間信號通信這種功能塊在發送端和接收端均標出數據源ID、廣播號BlockNr，且在同一頁面。如在MAINACCACC7MAINCPUMAINSSQTELE_COMM.ghc頁面看到如下圖1的發送和接收功能塊。圖一站CAN通信PCP控制系統和現場IO間通過CAN進行數據通信，在軟件圖中有一種是通過廣播號進行標識的功能塊。該功能塊上信息為：（a）CAN bus 總線類型；（b）只標明了Source（數據源）或者Dest（數據目的地）對應PCP主機的節點號；（c）Block no（廣播號，是在同一條CAN上區別與