【導讀】根據國家能源局2020年能源領(lǐng)域行業(yè)標準制修訂計劃，中國電力科學(xué)研究院有限公司牽頭起草了《12kV一二次融合成套柱上開(kāi)關(guān)》、《12kV一二次融合成套環(huán)網(wǎng)箱》兩項電力行業(yè)標準。2021年6月中國電科院配電技術(shù)中心組織30余家配電開(kāi)關(guān)及配電終端主流生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)啟了兩項標準的執行。
在過(guò)去的二年，新規不斷應用在設備端口。標準規定DTU采用雙核設計，區分實(shí)時(shí)核和管理核。實(shí)時(shí)核需要MCU保證完成保護和高速采樣，管理核需要高性能處理器實(shí)現狀態(tài)檢測數據接收和分析及通信。硬件接口規定3路以太網(wǎng)、多路串口、4G通信、國密加密芯片、北斗定位對時(shí)等。
北京遠大創(chuàng )新科技有限公司基于其龐大的電力客戶(hù)群體、與上海先楫半導體科技有限公司通力配合，用國產(chǎn)高性能RISC-V內核MCU設計了一款DTU/FTU最小系統核心板?？蛻?hù)可以根據國網(wǎng)標準固定外部設計，還能擴展自定義功能。
電網(wǎng)自動(dòng)化系統一般由以下部分組成：配電主站、配電子站（常設在變電站內，可選配）、配電遠方終端（FTU、DTU等）和通信網(wǎng)絡(luò )。配電主站位于城市調度中心，配電子站部署于110kV/35kV變電站，子站負責與所轄區域DTU/FTU等電力終端設備通信，主站負責與各個(gè)子站之間通信。
如下是最小系統板框圖：
考慮到系統的秒級響應要求、電網(wǎng)對自主可控的要求等因素，遠大創(chuàng )新設計團隊并沒(méi)有選用ARM Cortex-A核跑操作系統的設計思路，而是選用了先楫半導體的高性能MCU HPM6750IVM。該MCU為BGA289封裝，多達195個(gè)GPIO；2M的SRAM，靈活可選容量的外掛FLASH；內部DSP單元，支持SIMD和DSP指令；RISC-V雙內核完全自主可控，主頻816M，創(chuàng )下了高達9220CoreMark和高達4651DMIPS的MCU性能記錄。芯片工作溫度在-40℃~105℃，滿(mǎn)足電力行業(yè)苛刻工作環(huán)境。
雙千兆以太網(wǎng)：根據標準要求，擴展了一路SPI轉以太網(wǎng)接口
雙USB接口：支持擴展網(wǎng)口與外掛4G
17路串口：滿(mǎn)足串口通信需求
4路高速SPI：支持外掛加密芯片、ADC芯片、SPI轉以太網(wǎng)芯片
4路IIC：支持外掛實(shí)時(shí)時(shí)鐘、溫濕度傳感器等
1個(gè)16bit ADC和3個(gè)12bit ADC：支持模擬量的采集
核心板配套的FTU/DTU示例程序包含rt-thread操作系統、Lwip網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧、flash文件系統、本地數據庫、相應外設驅動(dòng)示例，能極大的幫助客戶(hù)簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)。
同時(shí)該方案還有硬件完全兼容的HPM6450IVM單核版本，可以靈活適應各種電力的高低端應用場(chǎng)景。支持FreeRTOS、RT-Thread，并適配了輕量級的鴻蒙系統。
國際形勢風(fēng)云莫測、貿易戰愈演愈烈，電網(wǎng)安全和穩定至關(guān)重要，廣大電力設備制造商對國產(chǎn)自主可控替代需求越來(lái)越強烈。北京遠大創(chuàng )新科技有限公司長(cháng)期關(guān)注電力行業(yè)，緊跟國網(wǎng)、南網(wǎng)行業(yè)標準，為眾多電力設備制造商提供方案定制、元器件供應鏈等多元化服務(wù)。
目前北京遠大創(chuàng )新科技有限公司推出多個(gè)國產(chǎn)化方案，廣泛應用于電力設備制造商，并通過(guò)“我愛(ài)方案網(wǎng)”平臺推廣，為電力行業(yè)國產(chǎn)化做出了自己的貢獻。了解更多電力設備方案設計可聯(lián)系我，熊鋒13925256340。
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