[发明专利]一种多处理器架构的级联型高压变频器主控系统

说明书

本发明提供了一种多处理器架构的级联型高压变频器主控系统，高压变频器主控系统包括ARM电路单元、FPGA电路单元以及DSP电路单元；ARM电路单元与DSP电路单元间的通信通过FPGA电路单元内部的双口RAM进行数据实时交互；ARM电路单元用于处理外部通信，分担了高压变频器中通信部分的功能；FPGA电路单元用于实现内部高实时性处理及故障保护；DSP电路单元用于高压变频算法处理。本发明ARM+FPGA+DSP架构的级联型高压变频器主控系统，具有接口丰富、实时性高、可扩展性佳、抗干扰能力强的特点，满足了级联型高压变频器的各种控制需求。

技术领域

本发明涉及一种主控系统，特别涉及一种多处理器架构的级联型高压变频器主控系统。

背景技术

级联型高压变频器的控制系统作为高压变频器的核心部分，既需要各种外部接口用于用户输入给定、参数设定，也需要实时采样运行时的电压、电流等模拟量、实时控制高压功率单元，同时还需要具有实时故障保护功能。

随着新型控制器件的推出，级联型高压变频器的控制系统正向着控制精度更高、响应速度更快、用户接口更方便、可维护性更好的方向发展。

现有的控制系统普遍存在响应速度受通信接口影响、不具有远程维护升级功能、用户接口较少需要外扩PLC、主控可扩展性不强等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有级联型高压变频控制系统存在的响应速度受通信接口影响、不具有远程维护升级功能、用户接口较少需要外扩PLC、主控可扩展性不强等而设计了一种多处理器架构的级联型高压变频器主控系统；该主控系统使用了ARM+FPGA+DSP架构，多处理器互为补充，为控制系统提供了丰富的外部接口，以该控制系统为平台可进行高性能的算法控制和实时系统监测及保护。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种多处理器架构的级联型高压变频器主控系统，所述高压变频器主控系统包括：

一ARM电路单元，ARM电路单元用于处理外部通信，分担了高压变频器中通信部分的功能；

一FPGA电路单元，FPGA电路单元用于实现内部高实时性处理及故障保护；

一DSP电路单元，DSP电路单元用于高压变频算法处理；

ARM电路单元与DSP电路单元间的通信通过FPGA电路单元内部的双口RAM进行数据实时交互。

在本发明的一个实施例中，所述ARM电路单元包括Cortex M4核ARM芯片，CortexM4核ARM芯片设有以太网数据接口、PROFIBUS DP接口、CAN BUS接口以及Modbus485接口；

所述FPGA电路单元包括FPGA芯片以及与FPGA芯片连接的光纤驱动芯片和LVDS接口芯片，LVDS接口芯片设有28对光纤通信扩展接口，光纤驱动芯片设有4路光纤通信接口，FPGA芯片具有编码器接口、控制I/O接口、压频变换电路、过零检测输入电路以及故障检测输入电路；

所述DSP电路单元包括高性能浮点DSP芯片以及与高性能浮点DSP芯片连接的串行FLASH芯片、FLASH芯片、RTC电路、第一高精度A/D采样芯片、第二高精度A/D采样芯片；第一高精度A/D采样芯片、第二高精度A/D采样芯片还与FPGA芯片连接。

在本发明的一个实施例中，所述ARM电路单元还包括隔离芯片，隔离芯片用于对以太网数据接口、PROFIBUS DP接口、CAN BUS接口以及Modbus485接口进行信号隔离。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：