基于ZYNQ的能源电力解决方案

一、背景说明

近年来,“工业互联网”技术在能源电力行业得到了长足发展。随着能源互联网信息一体化、电力市场售电改革、新能源微电网与储能、智能配电终端、能源四表集抄网络、电力智能巡检等概念与政策的陆续推出,能源电力行业在基于“工业互联网”的核心指导方向下,对嵌入式解决方案在上述背景下的创新应用与升级换代的需求日益旺盛。

作为国内知名的嵌入式产品平台提供商,Tronlong凭借在嵌入式方案领域多年的深耕经验,以及对能源电力行业的创新理解,全新推出系列化的行业解决方案,涵盖TI OMAP-L138、AM335x、AM5708、AM5728、TMS320F2837x,Xilinx ZYNQ等平台,覆盖了电能采集、振动故障诊断、通信管理控制、电力电子、配电终端测控、电力智能巡检等专业技术领域。

二、方案介绍

1 方案名称

基于ZYNQ的分布式能源及微电网通信与控制单元

2 方案特点

(1) 采用Xilinx Zynq-7000 SoC高性能低功耗处理器,集成PS端单核/双核ARM Cortex-A9 + PL端Artix-7架构可编程逻辑资源;

(2) 通过配置CPU/RAM/FLASH组合,实现成本可优化/高性价比的多任务处理能力、数据本地存储、现场组网与高速通信能力;

(3) 外部可扩展LCD显示与触摸屏控制,分辨率支持2048*2048,支持1080P高清视频播放与HDMI视频输出,满足多种屏幕与人机交互的功能需求;

(4) 支持操作系统运行(Linux/RT-Linux),支持多种通信协议转换(IEC61850、DL/T645、DL/T667-1999(IEC60870-5-103))、线路潮流与控制逻辑运算、应用软件远程升级等功能算法;

(5) 可通过PL端Artix-7架构可编程逻辑资源按需扩展外部通信接口,只要资源满足,理论上无数量限制。典型应用:CAN(4路)、千兆以太网(2路)、百兆以太网(4路)、UART(12路)、SPI(5路)。

3 技术参数

4 方案框图

基于ZYNQ的能源电力解决方案

图 2

5 应用领域

可广泛用于分布式能源与负荷调控、微电网中央控制、电力通信网关、数据集中器等要求,同时接入/接出多路不同通信总线、或多种通信协议集中处理转换的应用场合。

6 AD7606经典开发案例

AD7606是最最最为经典的电力数据采集IC,在大部分电力场合应用广泛。创龙科技ZYNQ评估板TLZ7x-EasyEVM-S提供基于AD7606的AD采集与处理开发案例。下面讲解的开发案例说明基于ad7606_fft例程。

6.1 功能说明

PL端采集AD7606的8通道AD信号,采样率为200KSPS,并通过DMA IP核将数据缓存到PS端DDR中(每通道各采样4096个点),再通过FFT IP核将数据进行FFT运算,然后将FFT运算结果保存到PS端DDR中,最后通过ILA显示第一个通道的原始波形和FFT运算结果波形。

备注:由于本案例消耗逻辑资源较多,因此本案例不支持xc7z010,仅支持xc7z020。

6.2 案例框图

基于ZYNQ的能源电力解决方案

图4

备注:x1表示1个通道的数据,x8表示8个通道。

6.3 硬件平台简介

TLZ7x-EasyEVM-S评估板(Xilinx Zynq-7010/7020)

本文方案基于Xilinx Zynq-7010/7020的邮票孔工业核心板/评估板实现能源电力解决方案。创龙科技SOM-TLZ7x-S核心板采用了邮票孔连接方式,进一步提升核心板与底板连接的稳定性。

编辑:jq

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