嵌入式技術在智能電網的應用

從手工業、工業化、大規模生產到信息技術革命一路走來，嵌入式技術在各行業各業的應用已全面開花，並由點向面擴展，出現了新的革命機遇，分散在各個設備、各個部件的嵌入式系統將被整合成更大的智慧系統，智能電網和能源行業正在不斷發展，變得越來越高效，嵌入式處理技術也賦予智能電網「智能性」。

在當今這個技術變革的時代（被稱為工業4.0時代），欲滿足智能電網應用的需求，TI的Sitara AM57x處理器是最合適的處理器，這應歸功於它們功能強大的內核組合。此類全新的處理器作為靈活的嵌入式解決方案，是保護繼電器、變電站乙太網交換機、變電站網關和變電站控制器（RTU）等諸多智能電網及能源應用的理想選擇。變電站自動化是智能電網行業的重中之重，而AM57x處理器因具有晶元上可用的特殊內核和外設，所以非常適合於那些面臨變電站特有挑戰的設計工程師。

保護繼電器的智能化程度現在比以往任何時候都高；數字信號處理器（DSP）用於分析時收效甚佳，這也是眾所周知的。就該器件而言，C66x DSP內核可用來快速運算進入每個繼電器的大量採樣值數據。ARM®Cortex®-A15則可用於所有保護繼電器的應用邏輯。兩種PRU-ICSS能提供多達四個埠的10/100乙太網，非常適合將冗餘及工業協議功能集成到產品中。PRU-ICSS內核是可編程的確定性實時內核，具有專用的介面。這些內核能採用C語言進行編程，可用來模擬傳統介面，從而提供對該領域已安裝器件的向後兼容性。

變電站控制器（或自動化網關）通常是變電站監測與自動化的核心器件。在更新的保護繼電器納入的邏輯量與日俱增之際，變電站控制器也見證了邏輯量的不斷增加（這可能需要ARM Cortex-A15內核的高性能）。使用配備了各種外設的處理器使開發人員可訪問保護繼電器中更多的相量監測、控制和數據運算，這樣就能把計算出的凈值轉發到變電站控制器。作為保護繼電器和操作員所轄控制室之間的橋接器，變電站控制器可對各種保護繼電器的數據進行聚合、過濾與分類，並能將此類信息高效地傳送到實用後台或控制室。ARM Cortex-A15內核非常適用於這些聚合與過濾任務，並且可允許在變電站控制器或網關處完成故障記錄和數據記載等更高級別的任務。PRU-ICSS內核對應用特定任務和背板通信（在今天的變電站控制器中極為普遍）來說是必不可少的。

智能電網乙太網交換機是市場上的附加終端設備，可受益於滿負載的片上系統（SoC）。TI獨特的PRU-ICSS子系統非常適合將處理工業通信協議的任何交換機，因為這些子系統能在相同的硬體上支持多種協議，只涉及從協議到協議的改變所需的固件變化。藉助兩個乙太網埠（來自基於SoC的交換機）以及四個通過PRU-ICSS支持工業專用協議的埠，開發人員總共能獲得六條線路，無需外部硬體。一些變電站架構可把更多的數據分類和過濾應用程序置於乙太網交換機內，而另一些變電站架構則喜歡用變電站網關或控制器來實現這些功能。無論採用哪種方法，嵌入式處理器均可提供必要的處理能力來對大量數據流進行分類和過濾，這在智能電網基礎設施應用中變得越來越不可或缺。

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