摘要：為了對開關設備的重要參數能進行長期連續的監測，設計出一種采用DSP處理器加CPLD結構的在線監測系統，詳細分析了行程信號采集、線圈電流信號采集、數據存儲、通信和實時RTC等主要硬件模塊的設計方案。系統實現了對高壓斷路器狀態的在線監測和機械故障的診斷，為開關設備狀態監測提供了一種可行的解決方案。
關鍵詞：DSP；CPLD；在線監測；硬件設計

高壓斷路器是電力系統中的重要設備之一，在電站設備中數量多、投資大，在電網中起著控制分配電能和保護設備的雙重任務，其性能的可靠性直接關系到電力系統的安全運行。當它發生故障時會引起電網事故或擴大事故，造成很大的經濟損失及社會影響。高壓斷路器的在線監測和故障診斷可以及時發現故障，從而提高其運行可靠性。此外，當電力設備由定期維修轉變為狀態維修時，高壓斷路器的在線監測對開關設備的重要參數能進行長期連續的監測，不僅可以提供設備現有的運行狀態，而且還能分析各種重要參數的變化趨勢，判斷有無存在故障的先兆，為設備的狀態維修提供依據，從而增大設備的維修保養周期，提高設備的利用率，減少維修保養費用。因此，研究高壓斷路器狀態的在線監測和機械故障的診斷，盡量提前發現潛在故障，將現有的定期檢修制度推向狀態檢修，對避免設備故障及事故的發生和發展，降低設備故障率，有效提高斷路器的可靠性，增強電力系統的安全性、可靠性、經濟性都具有十分重要的意義。

1 總體方案設計
1．1 處理器介紹
本系統采用TMS320F28335型數字信號處理器，這是TI公司的一款TMS320C28X系列浮點DSP控制器。與以往的定點DSP相比，該器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外設集成度高，數據以及程序存儲量大，A／D轉換更精確快速等。TMS320F28335具有150 MHz的高速處理能力，具備32位浮點處理單元，6個DMA通道支持ADC、McBSP和EMIF，有多達18路的PWM輸出，其中有6路為TI特有的更高精度的PWM輸出(HRPWM)12位16通道ADC。得益于其浮點運算單元，用戶可快速編寫控制算法而無需在處理小數操作上耗費過多的時間和精力，與前代DSC相比，平均性能提高50％，并與定點C28x控制器軟件兼容，從而簡化軟件開發，縮短開發周期，降低開發成本。
此外，本設計使用的MAX3128A系列是Altera公司推出的3．3 V低價格EEPROM工藝PLD，是滿足大批量，成本敏感應用的非易失性CPLD理想的解決方案，是Altera公司銷量最大的產品，屬于主流器件。MAX3128A器件支持在系統可編程能力，能夠輕松地實現現場配置。每個MAX312 8A宏單元都可以獨立的配置成順序或組合邏輯操作。
1．2 系統總體結構
系統的整體框圖如圖1所示。TMS320F28335上運行嵌入式UCOS II操作系統，實現整個監測系統的任務調度；MAX3128A配合以太網控制芯片RTL8019AS和A／D采樣芯片AD7864完成數據的采集和以太網通信功能。