1.1.3 硬件配置
图1.3是单套NES5100调节器的单板插件组合示意图：
EX01EX02EX03EX04EX05EX06EX07EX08 图1.3 NES5100调节器单通道的插件组合示意图
图1.3中，单插件的名称见表1.1：
表1.1 单板的名称
单板编号 EX01 EX02 EX03 EX04 EX05 EX06 EX07 EX08 另一组互感器。
单板名称 脉冲电源板 系统电源板 CPU板 模拟量板 同步电压板 开关量板 扩展开关量板 脉冲放大板 NES5100调节器硬件配置如图1.4，通常情况下每一个通道配一组互感器，图中未画出
系统PT转子电流CT负荷开关励磁变压器同步变压器通道B通道A功率柜 n功率柜 2同步电压板系统电源板脉冲电源板功率柜 1CPU板励磁PT定子电流CT脉冲放大板功率柜信号模拟量板开关量板及扩展开关量板G初励、灭磁磁场断路器 图1.4 双自动通道控制器
NES5100调节器通讯系统如图1.5：
A套双CANB套Ethernet交换机Ethernet工控机远方监控 图1.5 NES5100调节器通讯示意图
1.1.3.1电源板
包括EX01脉冲电源板和EX02系统电源板。
EX01 脉冲电源板用来提供脉冲输出的正24V电源，功能示意图如图1.6：
图1.6 EX01脉冲电源板功能示意图
EX02 系统电源板：该板为双路供电，AC220V、DC220V（或DC110V）输入，输出+12V、-12V、两路+5V和两路24V用于开关量输入输出电源。功能示意图如图1.7：
图1.7 EX02 系统电源板功能示意图
为了保证励磁调节器电源的可靠性，EX01 脉冲电源板和EX02系统电源板均是由专业厂家特制，按照军工标准设计的开关电源，另外在板件结构上也充分考虑了防电磁干扰、防尘和散热，通过了严酷的EMC测试和高温湿热测试。 1.1.3.2 CPU板
EX03 CPU板是核心控制板，主要功能有： ● 将模拟量板送来的模拟信号进行A/D变换采样；
● 根据A/D采样的结果及开入信号逻辑判断进行控制计算，产生小脉冲； ● 根据逻辑判断程序开出信号到开关量板； ● 测频及脉冲回读检测； ● 双套切换逻辑的实现；
● 通讯功能 功能示意图如图1.8:
RAMFLASHA/D模拟量开入量RS232通讯接口RS485双CANLANGPS对时地址线ARM数据线FPGA脉冲输出D/A同步电压
图1.8 EX03 CPU板功能示意图
? A/D变换
将EX04 模拟量板、EX05同步电压板调理好的模拟信号转换为数字量。采用AD公司的16 bit真双极性、多通道模数转换器（ADC）AD7656，该器件仅有160 mW功耗，它比最接近的同类双极性输入ADC的功耗降低了60%。AD7656包含一个低噪声、宽带跟踪保持放大器以便处理输入频率高达8 MHz的信号。该AD7656还具有高速并行和串行接口，从而允许该器件与微处理器（MPU）或者数字信号处理器（DSP）连接。然后结合Maxim公司的MAX309多路开关，对三相电压和三相电流进行同步采样，保证了功率测量的准确性。
? 控制芯片
采用32bit的ARM芯片和大规模可编程控制芯片FPGA组成控制核心，根据A/D采样的结果及开入信号逻辑判断进行控制计算，发出控制脉冲，并完成数字信号开出、测频及脉冲回读检测等功能。32bit的ARM芯片的通讯功能强大，支持以太网10/100M Base-T、USB2.0等通讯协议。
? CAN通讯硬件设计
NES5100励磁调节器双套之间的通讯采用双CAN（Controller Area Network，即控制器局域网）通讯。装置中CAN控制器采用Philips的独立CAN控制器SJA1000芯片，SJA1000是一个总线接口，SJA1000片内的存储单元相对ARM控制器来说是片外的数据存储器，因此，可以按照扩展片外数据存储器的形式来访问SJA1000的寄存器地址。ARM控制器通过
模拟量开出量
地址总线经GAL译码来选通 SJA1000，并由此决定CAN控制器各寄存器的地址，通过读、写外部数据存储器的形式来访问 SJA1000。CAN收发器采用Philips的PCA82C250，PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线之间的接口。此器件对总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力，可以同时操作两个CAN网络，提供高达1Mb/s的传输速度。
? CPU板串口及拨码开关的功能
揭开EX03单板的前盖板，可以看到下方有一个DB9的串行口和4个拨码开关，串行口可以用来下载程序及参数，4个拨码开关的功能分别是： ? ARM内部/外部启动 ? 自动/手动 ? 串口选择 ? 运行/调试 1.1.3.3 模拟量板
该板的主要功能是进行信号调理，调理的信号包括机端电压、系统电压、同步电压、定子电流、转子电流等，调理过程是将高压（100V）、大电流（5A）信号进行隔离并转换为±10V
123电压信号，然后传输到主CPU板，该板还包括D/A输出部分，有4路12位的D/A输出。 4图1.9为一路电压信号的调理电路原理图，UF1A-IN为100V电压信号，经过电路调理后，变成±10V的电压信号。 -12V4-12VAA123Ufa1XUFAUF1A-IN1SPT1323S12448812V12V 图1.9 电压信号调理电路原理图 图1.10为一路电流信号的调理电路原理图，IFA-IN为大电流信号（最大为5A），经过电路调理后，变成±10V的电压信号。