CN114779606A - 高精度计时方法、装置、光伏电网逆变器控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种高精度计时方法、装置、光伏电网逆变器控制方法和装置，其中，高精度计时方法将计时时段划分为小数部分和整数部分，并由控制单元以毫秒为精度计量小数部分，由实时时钟以秒为精度计量整数部分，从而实现了长时间的高精度计时。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制领域的计时技术，尤其涉及一种高精度计时方法、装置、光伏电网逆变器控制方法和装置。
背景技术
如今，越来越多的工业控制领域需求对故障信息的时间精确计算。当机器的运行条件偏离正常值时，在某一时间范围内，机器应保持正常运行，但超过阈值时间，机器必须立马停机，此过程需要机器对此偏离的运行条件进行精准计时。
现有计时方法通常由控制单元(Microcontroller Unit，MCU)中的定时器执行，但是在主控MCU计时过程中，由于前台系统会触发外部中断和异常，导致MCU定时器计时循环被打断，而每次打断都可能导致实际计时时间偏长，影响了计时精确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度计时方法和装置，能够集合可精确到秒级的RTC实时时钟和可精确到毫秒级的主控MCU的优点，从而实现长时间高精度计时。
本发明的另一目的在于提供一种光伏电网逆变器控制方法和装置，能够确保在过频超过故障阈值时间时逆变器能及时停机。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的第一方面，提供了一种高精度计时方法，包括以下步骤：判断第一参数是否满足第一条件；
如果满足，则判断计时开始标志是否为0；
如是，则令RTC起始时间等于当前RTC时间，计时开始标志置位，结束当前循环；
如否，则令RTC总计时时间＝当前RTC时间-RTC起始时间；
判断RTC总计时时间是否为0；
如是，则将小数部分累加；
如否，则判断RTC总计时时间是否≥预设阈值时间的整数部分；
如是，将小数部分累加；
判断小数部分是否≥剩余小数部分，所述剩余小数部分＝预设阈值时间的小数部分+1；
如是，触发第一控制策略；计时开始标志清零；小数部分清零；
如否，结束当前循环；
如否，结束当前循环；
如果不满足，则计时开始标志清零，小数部分清零，结束当前循环。
根据本发明的第二方面，提供了一种高精度计时装置，包括控制单元和实时时钟，所述实时时钟以秒为单位计时，所述实时时钟向所述控制单元提供当前RTC时间，所述控制单元循环执行上述的高精度计时方法。
在一实施例中，所述控制单元包括定时器，所述定时器周期性中断。
在一实施例中，所述定时器的中断周期为1ms。
根据本发明的第三方面，提供了一种光伏电网逆变器控制方法，包括以下步骤：
判断电网频率是否大于故障阈值；
如果满足，则判断计时开始标志是否为0；
如是，则令RTC起始时间等于当前RTC时间，计时开始标志置位，结束当前循环；
如否，则令RTC总计时时间＝当前RTC时间-RTC起始时间；
判断RTC总计时时间是否为0；
如是，则将小数部分累加；
如否，则判断RTC总计时时间是否≥预设阈值时间的整数部分；
如是，将小数部分累加；
判断小数部分是否≥剩余小数部分，所述剩余小数部分＝预设阈值时间的小数部分+1；
如是，报故障，逆变器停机；计时开始标志清零；小数部分清零；
如否，结束当前循环；
如否，结束当前循环；
如果不满足，则计时开始标志清零，小数部分清零，结束当前循环。
根据本发明的第四方面，提供了一种光伏电网逆变器控制装置，包括控制单元和实时时钟，所述实时时钟以秒为单位计时，所述实时时钟向所述控制单元提供当前RTC时间，所述控制单元循环执行上述的高精度计时方法。
在一实施例中，所述控制单元包括定时器，所述定时器周期性中断。
在一实施例中，所述定时器的中断周期为1ms。
本发明实施例的有益效果是：通过将计时时段划分为小数部分和整数部分，并由控制单元以毫秒为精度计量小数部分，由实时时钟以秒为精度计量整数部分，从而实现了长时间的高精度计时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1是现有MCU定时器周期循环处理过程；
图2是本申请实施例的方法流程图；
图3是本申请实施例的各计时部分关系示意图；
图4是本申请实施例的计算示例时间轴图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
现有主控MCU定时器配置好计数模式后这个寄存器的值每经过一个机器周期就会自动加1，当计数值累加到设定的周期寄存器中的周期值时，此时可产生中断申请同时此时的计数器清零，通过此方法实现了一个固定周期的定时中断。在嵌入式系统中有很多中断，同时中断中也有嵌套，如图1所示。
同时在前后台系统中，通过对一个所谓的后台程序循环处理一个控制流程的各个阶段；如果前台系统没有触发外部中断和异常，那么这个后台处理程序会一直无限循环下去；如果前台系统中发生了外部中断或异常，那么会暂时打断后台的循环处理，处理完中断和异常后再返回到打断的地方继续执行。
假设函数2中的1ms周期定时器中断为中断1，如果在函数5中的中断2和中断3中断执行时间过长了，则会影响下个函数2的中断开始执行时间，从而导致1ms周期定时器中断的实际定时器时间超过1ms，通过此1ms定时器如果计时比较长的时间的话，会导致实际计时时间偏高。在长时间计时中，这种偏差会被放大，导致计时不精确。
为了解决上述问题，本申请实施例提出了一种高精度计时方法，如图2所示，本方法，包括以下步骤：
判断第一参数是否满足第一条件；
如果满足，则判断计时开始标志是否为0；
如是，则令RTC起始时间等于当前RTC时间，计时开始标志置位，结束当前循环；
如否，则令RTC总计时时间＝当前RTC时间-RTC起始时间；
判断RTC总计时时间是否为0；
如是，则将小数部分累加；
如否，则判断RTC总计时时间是否≥预设阈值时间的整数部分；
如是，将小数部分累加；
判断小数部分是否≥剩余小数部分，所述剩余小数部分＝预设阈值时间的小数部分+1；
如是，触发第一控制策略；计时开始标志清零；小数部分清零；
如否，结束当前循环；
如否，结束当前循环；
如果不满足，则计时开始标志清零，小数部分清零，结束当前循环。
本方法中，利用了RTC对整数部分进行计时。实时时钟(RTC)是一个追踪当前时间的时钟。RTC出现在几乎所有电子设备中，这些设备需要以数字格式保持用于时钟显示和实时操作的精确时间。RTC模块用独立的时、分、秒寄存器追踪时间。RTC能够通过备用电源运行，所以即使主要的电源关闭或不可用时，它仍然可以继续保持时间。在主控芯片掉电时，计时器仍然能够使用，只要休眠域用备用电源(如锂电池或超级电容器)供电，RTC的内核就能够保持工作。
参见图3，实际上本方法将计时时段分为第一小数部分、整数部分和第二小数部分。上述方法中的小数部分即为本图中第一小数部分和第二小数部分的累加，上述方法中的RTC总计时时间即为本图中的整数部分。由控制单元以毫秒为精度计量第一小数部分和第二小数部分，由实时时钟以秒为精度计量整数部分，从而实现了长时间的高精度计时。
下面以逆变器中的检测电网电压为例来说明本方法。
光伏并网标准中要求：电网频率超过60.5Hz时，在299s以内逆变器继续运行，如果超过299s，逆变器应当立即停机，如果时间超过299.5s仍然未停机，则任务不符合设定。此标准中对时间精度的要求为0.1s，如果采用现有的前后台系统，在定时器中进行计数的话，由于其他中断或者其他函数顺序执行而被拖延，很难符合精度要求。因此可以采用本申请提供的高精度计时方法。
如图4所示，设故障开始时间为5580.3s，故障阈值时间为299.6s。当故障发生后，MCU开始计时第一小数部分，在5581s之前，小数部分会一直累加，最后累加值为0.7s。而故障发生时，RTC的时间还是5580s，此时RTC也开始计时整数部分，在计时达到299s(即故障阈值时间299.6s的整数部分)后，MCU开始计时第二小数部分。从图中可以看出此时计算关系为：第一小数部分+整数部分-1+第二小数部分≥故障阈值时间，将故障阈值时间与整数部分相消，可得到：第一小数部分+第二小数部分≥故障阈值时间的小数部分+1，在本例中，即0.7+第二小数部分≥0.6+1，因此当第二小数部分为0.9s时，应报故障并且逆变器应当立即停机。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种高精度计时方法，其特征在于，包括以下步骤：
判断第一参数是否满足第一条件；
如果满足，则判断计时开始标志是否为0；
如是，则令RTC起始时间等于当前RTC时间，计时开始标志置位，结束当前循环；
如否，则令RTC总计时时间＝当前RTC时间-RTC起始时间；
判断RTC总计时时间是否为0；
如是，则将小数部分累加；
如否，则判断RTC总计时时间是否≥预设阈值时间的整数部分；
如是，将小数部分累加；
判断小数部分是否≥剩余小数部分，所述剩余小数部分＝预设阈值时间的小数部分+1；
如是，触发第一控制策略；计时开始标志清零；小数部分清零；
如否，结束当前循环；
如否，结束当前循环；
如果不满足，则计时开始标志清零，小数部分清零，结束当前循环。
2.一种高精度计时装置，其特征在于，包括控制单元和实时时钟，所述实时时钟以秒为单位计时，所述实时时钟向所述控制单元提供当前RTC时间，所述控制单元循环执行如权利要求1所述的高精度计时方法。
3.根据权利要求2所述高精度计时装置，其特征在于，所述控制单元包括定时器，所述定时器周期性中断。
4.根据权利要求3所述高精度计时装置，其特征在于，所述定时器的中断周期为1ms。
5.一种光伏电网逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
判断电网频率是否大于故障阈值；
如果满足，则判断计时开始标志是否为0；
如是，则令RTC起始时间等于当前RTC时间，计时开始标志置位，结束当前循环；
如否，则令RTC总计时时间＝当前RTC时间-RTC起始时间；
判断RTC总计时时间是否为0；
如是，则将小数部分累加；
如否，则判断RTC总计时时间是否≥预设阈值时间的整数部分；
如是，将小数部分累加；
判断小数部分是否≥剩余小数部分，所述剩余小数部分＝预设阈值时间的小数部分+1；
如是，报故障，逆变器停机；计时开始标志清零；小数部分清零；
如否，结束当前循环；
如否，结束当前循环；
如果不满足，则计时开始标志清零，小数部分清零，结束当前循环。
6.一种光伏电网逆变器控制装置，其特征在于：包括控制单元和实时时钟，所述实时时钟以秒为单位计时，所述实时时钟向所述控制单元提供当前RTC时间，所述控制单元循环执行如权利要求5所述的高精度计时方法。
7.根据权利要求6所述高精度计时装置，其特征在于，所述控制单元包括定时器，所述定时器周期性中断。
8.根据权利要求7所述高精度计时装置，其特征在于，所述定时器的中断周期为1ms。
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