Update CCS12 peripheral firmware and documentation
This commit is contained in:
337
Doc/PHASE_BREAK_ERROR_FLOW.md
Normal file
337
Doc/PHASE_BREAK_ERROR_FLOW.md
Normal file
@@ -0,0 +1,337 @@
|
||||
@page phase_break_error_flow Детектирование и передача ошибки обрыва фаз
|
||||
|
||||
# Детектирование и передача ошибки обрыва фаз
|
||||
|
||||
## 1. Назначение
|
||||
|
||||
Документ описывает полную связь от входов АЦП платы УМП до выставления
|
||||
признаков обрыва фаз в `modbus_table_mpu_out[125]` основного контроллера
|
||||
`BALZAM_167`.
|
||||
|
||||
В текущей реализации обрыв определяется как сильный перекос действующих
|
||||
значений фаз. Отдельных независимых флагов для физических фаз A, B и C нет.
|
||||
Передаётся общий флаг `Wry` с маской `0x0004`.
|
||||
|
||||
## 2. Общая цепочка сигнала
|
||||
|
||||
```text
|
||||
Фазные напряжения
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
АЦП peripheral-платы
|
||||
CONV02 -> channel 0 -> измеряемая фаза A
|
||||
CONV03 -> channel 1 -> измеряемая фаза C
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
Current_count(0), Current_count(1)
|
||||
|
|
||||
+--> RMS A = lev_count[0]
|
||||
+--> RMS C = lev_count[1]
|
||||
+--> RMS B = lev_count[4], расчёт B = -(A + C)
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
Выбор Max = max(RMS A, RMS B, RMS C)
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
(Max - RMS проверяемой фазы) / Max > 0.30
|
||||
AND Max > Curr_Edge
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
Счётчик выдержки er_anal()
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
error.bit.Wry = 1 (бит 2, маска 0x0004)
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
sens_error[0] / sens_error[1]
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
modbus[0] / modbus[1]
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
Быстрый CAN-цикл peripheral-платы
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
Unites[UMP1_CAN_DEVICE][0/1]
|
||||
или Unites[UMP2_CAN_DEVICE][0/1]
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
BALZAM_167, update_abnormal.c
|
||||
|
|
||||
+--> mpu_out[125].bit6 — УМП1
|
||||
+--> mpu_out[125].bit10 — УМП2
|
||||
```
|
||||
|
||||
## 3. Связь входов АЦП с фазами
|
||||
|
||||
Для режима УМП (`Desk == dsk_LOAD`) преобразования настроены в
|
||||
`Source/Internal/ADC.c`.
|
||||
|
||||
| АЦП | Физический вход | Внутренний канал | Назначение |
|
||||
|---|---:|---:|---|
|
||||
| `CONV02` | `ADCINA5` | `0` | измеряемое напряжение фазы A |
|
||||
| `CONV03` | `ADCINA4` | `1` | измеряемое напряжение фазы C |
|
||||
| `CONV04` | `ADCINA7` | `2` | ток первого канала |
|
||||
| `CONV05` | `ADCINA2` | `3` | ток второго канала |
|
||||
|
||||
В обработчике АЦП результаты `ADCRESULT2...ADCRESULT5` записываются в
|
||||
`adc_table_lem[0...3]`, после чего для каждого канала вызывается
|
||||
`Current_count(i)`.
|
||||
|
||||
## 4. Расчёт действующих значений
|
||||
|
||||
Из отсчёта АЦП вычитается сохранённый нулевой уровень и применяется
|
||||
калибровочный коэффициент:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Current = (Numb - Zero_lev[chan]) * powK[chan];
|
||||
```
|
||||
|
||||
Действующее значение измеряемой фазы рассчитывается через экспоненциальное
|
||||
усреднение квадрата:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
lev_quadr[chan] +=
|
||||
((Current * Current) - lev_quadr[chan]) / (1.0 * ADC_FREQ);
|
||||
|
||||
lev_count[chan] = sqrt(lev_quadr[chan]);
|
||||
```
|
||||
|
||||
Третья фаза непосредственно не измеряется. Она восстанавливается из условия
|
||||
нулевой суммы фаз:
|
||||
|
||||
```text
|
||||
A + B + C = 0
|
||||
B = -(A + C)
|
||||
```
|
||||
|
||||
В коде:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Numb = -Current - aCurrent;
|
||||
lev_quadr[thrd] +=
|
||||
(Numb * Numb - lev_quadr[thrd]) / (1.0 * ADC_FREQ);
|
||||
lev_count[thrd] = sqrt(lev_quadr[thrd]);
|
||||
```
|
||||
|
||||
Диагностические значения публикуются в следующих регистрах:
|
||||
|
||||
| Регистр peripheral | Значение |
|
||||
|---:|---|
|
||||
| `0x68` | RMS фазы A |
|
||||
| `0x69` | RMS фазы C |
|
||||
| `0x6A` | расчётный RMS фазы B |
|
||||
| `0x6B` | RMS первого токового канала |
|
||||
| `0x6C` | RMS второго токового канала |
|
||||
| `0x6D` | расчётный RMS третьего тока |
|
||||
|
||||
## 5. Условие выставления `Wry`
|
||||
|
||||
Для каждой пары выбирается максимальный уровень:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Max = max(lev_count[chan], lev_count[pair], lev_count[thrd]);
|
||||
```
|
||||
|
||||
Ошибка набирается при выполнении обоих условий:
|
||||
|
||||
```text
|
||||
(Max - PhaseRms) / Max > 0.30
|
||||
Max > Curr_Edge
|
||||
```
|
||||
|
||||
Для УМП устанавливается:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Curr_Edge = 300;
|
||||
```
|
||||
|
||||
Следовательно, флаг формируется, когда:
|
||||
|
||||
1. максимальная из трёх фаз больше `300`;
|
||||
2. проверяемая фаза ниже максимальной более чем на 30%;
|
||||
3. счётчик `er_anal()` достиг выдержки.
|
||||
|
||||
Пример:
|
||||
|
||||
```text
|
||||
RMS A = 400
|
||||
RMS B = 390
|
||||
RMS C = 100
|
||||
|
||||
Max = 400
|
||||
(400 - 100) / 400 = 0.75
|
||||
0.75 > 0.30 -> условие обрыва/перекоса фазы C активно
|
||||
```
|
||||
|
||||
Если все три уровня одновременно ниже `Curr_Edge`, `Wry` не выставляется.
|
||||
Полное пропадание напряжения должно определяться диагностикой низкого уровня
|
||||
`Out`, а не фазовым перекосом `Wry`.
|
||||
|
||||
## 6. Выдержка времени
|
||||
|
||||
Частота обработки:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
#define ADC_FREQ 3750
|
||||
```
|
||||
|
||||
Порог счётчика:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
time_3sec = 3 * ADC_FREQ; /* 11250 */
|
||||
```
|
||||
|
||||
Функция `er_anal()` увеличивает счётчик на каждом ошибочном отсчёте и уменьшает
|
||||
его на каждом нормальном отсчёте:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
if (term) {
|
||||
if (*count >= edge)
|
||||
return 1;
|
||||
(*count)++;
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (*count == 0)
|
||||
return 0;
|
||||
|
||||
(*count)--;
|
||||
return 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
Для измеряемых фаз A и C номинальная выдержка составляет около 3 секунд.
|
||||
Расчётная фаза B проверяется при обработке обоих измеряемых каналов, поэтому
|
||||
её общий счётчик увеличивается дважды за цикл АЦП. Фактическая выдержка для B
|
||||
может составлять около 1,5 секунды.
|
||||
|
||||
После запуска УМП диагностика блокируется на время `WAKE`:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
WAKE_TIME = 10L * ADC_FREQ;
|
||||
```
|
||||
|
||||
То есть первые 10 секунд после запуска `Wry` не формируется.
|
||||
|
||||
## 7. Формирование регистра ошибки peripheral-платы
|
||||
|
||||
Структура регистра ошибки определена в `Source/Internal/Include/measure.h`:
|
||||
|
||||
| Бит | Маска | Поле | Назначение |
|
||||
|---:|---:|---|---|
|
||||
| 0 | `0x0001` | `Tear` | крайнее значение АЦП/обрыв датчика |
|
||||
| 2 | `0x0004` | `Wry` | перекос или предполагаемый обрыв фазы |
|
||||
| 3 | `0x0008` | `Out` | низкий общий уровень |
|
||||
| 4 | `0x0010` | `Over` | превышение тока |
|
||||
| 5 | `0x0020` | `Hyper` | превышение напряжения |
|
||||
| 8 | `0x0100` | `Stop` | требование аварийного останова |
|
||||
| 9 | `0x0200` | `Ready` | готовность канала |
|
||||
| 14 | `0x4000` | `Ignor` | запрет локального останова |
|
||||
| 15 | `0x8000` | `Bypas` | полное исключение канала |
|
||||
|
||||
После достижения выдержки выполняется:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
error.bit.Wry = 1;
|
||||
|
||||
if (!ignor)
|
||||
error.bit.Stop = 1;
|
||||
```
|
||||
|
||||
Поведение управляющих признаков:
|
||||
|
||||
| Состояние | `Wry` | `Stop` | Передача по CAN |
|
||||
|---|---:|---:|---:|
|
||||
| обычный канал | 1 | 1 | да |
|
||||
| `Ignor = 1` | 1 | 0 | да |
|
||||
| `Bypas = 1` | 0 | 0 | передаётся регистр без ошибки |
|
||||
| `WAKE != 0` | 0 | 0 | передаётся регистр без ошибки |
|
||||
|
||||
Для УМП признаки напряжений находятся в регистрах ошибок:
|
||||
|
||||
| Регистр | Содержит `Wry` при проблеме |
|
||||
|---:|---|
|
||||
| `modbus[0]` | измеряемая фаза A или расчётная фаза B |
|
||||
| `modbus[1]` | измеряемая фаза C или расчётная фаза B |
|
||||
|
||||
В основном контроллере регистры `0` и `1` объединяются логическим ИЛИ, поэтому
|
||||
для индикации достаточно наличия маски `0x0004` в любом из них.
|
||||
|
||||
## 8. Передача по CAN
|
||||
|
||||
`Init_packMask()` включает регистры ошибок УМП `0...3` в быстрый CAN-цикл.
|
||||
Главный цикл peripheral-платы вызывает:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
CAN_send(0, modbus, address);
|
||||
```
|
||||
|
||||
Один CAN-пакет содержит начальный адрес и три 16-битных регистра. Основной
|
||||
контроллер принимает пакет и записывает данные в массив:
|
||||
|
||||
```text
|
||||
Unites[номер устройства][адрес регистра]
|
||||
```
|
||||
|
||||
Соответствие устройств:
|
||||
|
||||
| Устройство | CAN-индекс основного контроллера | Регистры флага |
|
||||
|---|---:|---:|
|
||||
| УМП1 | `UMP1_CAN_DEVICE = 5` | `Unites[5][0]`, `Unites[5][1]` |
|
||||
| УМП2 | `UMP2_CAN_DEVICE = 6` | `Unites[6][0]`, `Unites[6][1]` |
|
||||
|
||||
## 9. Выставление `mpu_out[125]`
|
||||
|
||||
Основной контроллер выполняет проверку в
|
||||
`BALZAM_167/Src/balzam_7/update_abnormal.c`.
|
||||
|
||||
### УМП1
|
||||
|
||||
```c
|
||||
modbus_table_mpu_out[125].bit.bit6 =
|
||||
(Unites[UMP1_CAN_DEVICE][0] & 0x4) ||
|
||||
(Unites[UMP1_CAN_DEVICE][1] & 0x4)
|
||||
? 1 : 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### УМП2
|
||||
|
||||
```c
|
||||
modbus_table_mpu_out[125].bit.bit10 =
|
||||
(Unites[UMP2_CAN_DEVICE][0] & 0x4) ||
|
||||
(Unites[UMP2_CAN_DEVICE][1] & 0x4)
|
||||
? 1 : 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
Оба признака разрешены только при следующем условии:
|
||||
|
||||
```c
|
||||
f.FittingScheme == 1
|
||||
```
|
||||
|
||||
Если выбрана другая схема, основной контроллер принудительно записывает ноль
|
||||
в `mpu_out[125].bit6` и `mpu_out[125].bit10` независимо от данных УМП.
|
||||
|
||||
## 10. Итоговая таблица связей
|
||||
|
||||
| Физическое событие | Peripheral-регистр | Передаваемая маска | Приёмник | Выход MPU |
|
||||
|---|---:|---:|---|---|
|
||||
| перекос/обрыв A на УМП1 | `modbus[0]` | `0x0004` | `Unites[5][0]` | `mpu_out[125].bit6` |
|
||||
| расчётный перекос B на УМП1 | `modbus[0]` или `[1]` | `0x0004` | `Unites[5][0/1]` | `mpu_out[125].bit6` |
|
||||
| перекос/обрыв C на УМП1 | `modbus[1]` | `0x0004` | `Unites[5][1]` | `mpu_out[125].bit6` |
|
||||
| перекос/обрыв A на УМП2 | `modbus[0]` | `0x0004` | `Unites[6][0]` | `mpu_out[125].bit10` |
|
||||
| расчётный перекос B на УМП2 | `modbus[0]` или `[1]` | `0x0004` | `Unites[6][0/1]` | `mpu_out[125].bit10` |
|
||||
| перекос/обрыв C на УМП2 | `modbus[1]` | `0x0004` | `Unites[6][1]` | `mpu_out[125].bit10` |
|
||||
|
||||
## 11. Ограничения алгоритма
|
||||
|
||||
1. `Wry` означает как обрыв, так и сильный перекос более 30%; эти события не
|
||||
различаются.
|
||||
2. Фаза B не измеряется непосредственно. Если при физическом обрыве B фазы A
|
||||
и C остаются нормальными, расчётная B также может выглядеть нормальной и
|
||||
ошибка не будет обнаружена.
|
||||
3. Одновременное исчезновение всех фаз не создаёт `Wry`, потому что не
|
||||
выполняется условие `Max > 300`.
|
||||
4. Из-за двойной проверки расчётной фазы B её выдержка короче выдержки A и C.
|
||||
5. Выходные биты `mpu_out[125].bit6` и `bit10` не показывают конкретную фазу,
|
||||
а только общий факт фазового перекоса соответствующего УМП.
|
||||
Reference in New Issue
Block a user