專(zhuān)利名稱(chēng)：配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器監(jiān)控設(shè)備，屬于配電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置。
背景技術(shù)：
在目前國(guó)內(nèi)的供配電系統(tǒng)中，配電變壓器是配電網(wǎng)中將電能直接分配給低壓用戶的重要的電力設(shè)備，其運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)是重要的配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。配電變壓器比較分散且數(shù)量較多，但目前多數(shù)配電變壓器沒(méi)有配備智能化、可通信的監(jiān)測(cè)裝置，往往需要耗費(fèi)大量的人力、物力進(jìn)行電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、故障排查、定期檢修等工作，其間的人為停電檢修甚至誤判會(huì)給電力用戶帶來(lái)諸多不便，而且損失電能?，F(xiàn)有的變壓器監(jiān)測(cè)裝置往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，箱體龐大；通訊方式比較單一，缺少遠(yuǎn)程通信能力；難以改變采樣點(diǎn)數(shù)，對(duì)于不同監(jiān)測(cè)場(chǎng)合的適應(yīng)性不強(qiáng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通訊功能齊全、 適應(yīng)性強(qiáng)的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置。采用工業(yè)級(jí)芯片，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，利用 DSP和單片機(jī)作為主控單元，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集和處理，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳及故障診斷等功能。本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，包括電路部分和結(jié)構(gòu)部分，電路部分安裝在結(jié)構(gòu)部分上；電路部分包括高速數(shù)據(jù)采集模塊、中央主控模塊、通訊模塊、開(kāi)入開(kāi)出模塊、人機(jī)交互模塊、時(shí)鐘模塊、電源模塊以及存儲(chǔ)器模塊；電源模塊為本配變變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置供電；所述中央主控模塊包括DSP、雙口 RAM和單片機(jī)，單片機(jī)和DSP通過(guò)雙口 RAM通信；高速數(shù)據(jù)采集模塊采集變壓器信號(hào)，高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器件連接DSP ;所述通訊模塊包括CAN總線模塊、485接口模塊；所述單片機(jī)連接485接口模塊、人機(jī)交互模塊和時(shí)鐘模塊；所述DSP連接開(kāi)入開(kāi)出模塊和CAN總線模塊；所述存儲(chǔ)器模塊包括兩部分，一部分連接DSP，另一部分連接單片機(jī)。所述高速數(shù)據(jù)采集模塊包括互感器單元和信號(hào)調(diào)理電路，互感器單元的輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端；所述A/D轉(zhuǎn)換器件包括測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器，所述信號(hào)調(diào)理電路的輸出端分別連接測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端都連接DSP的信號(hào)輸入端；所述DSP內(nèi)部集成了 PWM模塊，PWM模塊的輸出端連接測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器控制端。所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的巴特沃茲二階濾波電路和放大/限幅電路。所述通訊模塊還包括GPRS無(wú)線模塊；所述GPRS無(wú)線模塊通過(guò)所述485接口模塊連接單片機(jī)。所述的開(kāi)入開(kāi)出模塊包括8路開(kāi)入和16路開(kāi)出，每路開(kāi)入/開(kāi)出都連接有硬件光電隔離器件。所述的人機(jī)交互模塊包括液晶顯示模塊和按鍵，按鍵的輸出端連接單片機(jī)的輸入端，液晶顯示模塊的輸入端連接單片機(jī)的輸出端。所述存儲(chǔ)器模塊包括SRAM和E2PR0M，SRAM與DSP連接，E2PR0M與單片機(jī)連接。所述結(jié)構(gòu)部分包括數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板、電源板和面板；高速數(shù)據(jù)采集模塊裝在數(shù)據(jù)采集板上，開(kāi)入開(kāi)出模塊裝在開(kāi)入開(kāi)出板上，時(shí)鐘模塊、通訊模塊、存儲(chǔ)器模塊和中央主控模塊裝在中央主控板上，電源模塊裝在電源板上，人機(jī)交互模塊裝在面板上，所述數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板和電源板通過(guò)接插槽或排線連接在面板上。本技術(shù)方案的原理說(shuō)明如下一種配變變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，主要包括高速數(shù)據(jù)采集模塊、中央主控模塊、通訊模塊、開(kāi)入開(kāi)出模塊、人機(jī)交互模塊、時(shí)鐘模塊、電源模塊以及存儲(chǔ)器模塊等。變壓器信號(hào)由互感器單元采集，經(jīng)過(guò)濾波電路、放大和限幅保護(hù)電路，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳給中央主控模塊，由于變壓器監(jiān)測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要求很高而且數(shù)據(jù)量較大，所以中央主控模塊采用雙CPU系統(tǒng)，由DSP和單片機(jī)組成，可以充分發(fā)揮DSP快速?gòu)?qiáng)大的運(yùn)算能力和單片機(jī)豐富的硬件資源，主要負(fù)責(zé)運(yùn)行參數(shù)的處理、電能計(jì)量、異常告警以及運(yùn)行狀況的分析和預(yù)測(cè)等，可以計(jì)算電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、諧波分量等， 并且中央主控模塊的各種輸出分別與開(kāi)入開(kāi)出模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)器模塊等相連，通訊模塊包括多種通信方式，可以進(jìn)行遠(yuǎn)方通信，存儲(chǔ)器模塊與CPU相連接負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)以及定值的存儲(chǔ)，電源模塊提供裝置各部分的電源供給。所述的高速數(shù)據(jù)采集模塊由高精度互感器、濾波電路、放大電路以及A/D轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)信號(hào)的采集、濾波、放大和A/D轉(zhuǎn)換。濾波電路采用巴特沃茲二階濾波電路，可以有效濾除工頻雜波；放大電路選用0P07高精度運(yùn)算放大器，主要負(fù)責(zé)對(duì)互感器的微弱信號(hào)進(jìn)行放大和限幅保護(hù)，以得到滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的信號(hào)；由于測(cè)量和保護(hù)所需的精度范圍和精度等級(jí)不同，采用不同精度的A/D轉(zhuǎn)換器，為了滿足系統(tǒng)精度需求并節(jié)省一定費(fèi)用，測(cè)量通道采用2片TI公司ADS8364模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，它是一種高速低功耗的 16位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，有6個(gè)模擬量輸入通道，轉(zhuǎn)換速率高達(dá)250kHz，可以實(shí)現(xiàn)6通道同時(shí)采集，可以從外部引入最大5MHz的時(shí)鐘頻率，采用全差分的輸入方式可以很好的抑制共模干擾；保護(hù)通道利用DSP內(nèi)部集成的12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，可以滿足保護(hù)精度的需要，又簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì)。所述的中央主控模塊采用DSP+MCU的雙CPU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要包括DSP、雙口 RAM和單片機(jī)三部分。本裝置涉及大量數(shù)據(jù)的采集和運(yùn)算，為保證可靠性，因而采用了雙CPU系統(tǒng)。TI公司的TMS320F2812型DSP具有快速的數(shù)字信號(hào)處理能力，具有強(qiáng)大的事件管理能力和控制功能，同時(shí)集成了 A/D轉(zhuǎn)換模塊和CAN控制器模塊等外設(shè)，簡(jiǎn)化了 A/D轉(zhuǎn)換和CAN 總線通信的電路設(shè)計(jì)，不僅節(jié)省了費(fèi)用，更提高了系統(tǒng)的可靠性。單片機(jī)選用工業(yè)級(jí)51單片機(jī)STC12LE5A60S2，它是一款高速、低功耗的單片機(jī)，具有雙串口以及豐富的外設(shè)接口。雙口 RAM采用CY7C026芯片，它是CYPRESS公司生產(chǎn)的16kX16B高速雙口靜態(tài)RAM，存取速度小于25ns。他具有真正的雙端口，可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，兩個(gè)端口具有獨(dú)立的控制信號(hào)線、地址線和數(shù)據(jù)線，另外通過(guò)主從選擇可以方便地?cái)U(kuò)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)寬度。具有兩個(gè)獨(dú)立的控制總線、地址總線和I/O總線接口，可以實(shí)現(xiàn)CPU間大量數(shù)據(jù)的快速交換，并且允許 (PU獨(dú)立訪問(wèn)內(nèi)部的任何存儲(chǔ)單元。利用DSP超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)采集、 參數(shù)計(jì)算，與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，用PWM對(duì)采樣周期控制，并發(fā)揮自身內(nèi)部集成A/D和CAN 控制器模塊的作用；利用單片機(jī)豐富的硬件資源，管理人機(jī)交互、時(shí)鐘模塊、定值存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)上傳，及部分通訊功能，雙CPU系統(tǒng)的搭配可以完全滿足變壓器監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、控制以及各種算法的需求。所述的通訊模塊集成了多種通訊接口，包括232串行接口、485總線接口、GPRS無(wú)線通信接口、CAN總線接口。多種通訊接口方便接入到相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)，適合多種監(jiān)測(cè)場(chǎng)合，也可以節(jié)省開(kāi)銷(xiāo)。232接口主要用于測(cè)試使用；485總線通信廣泛應(yīng)用于各種監(jiān)測(cè)場(chǎng)合， 利用差分傳輸方式，工業(yè)環(huán)境抗干擾能力強(qiáng)；GPRS無(wú)線通信利用485接口連接GPRS無(wú)線模塊，直接接入中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可以與軟件后臺(tái)進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，不僅能夠節(jié)省新建通信網(wǎng)絡(luò)和維護(hù)的費(fèi)用，而且可以保證通信的可靠性。CAN總線采用DSP集成的CAN控制器模塊，只需經(jīng)簡(jiǎn)單的硬件電路搭建就可以實(shí)現(xiàn)CAN通信，采用CAN2. 0通信協(xié)議，節(jié)省了 CAN控制器芯片，而且CAN總線傳輸速度快，抗干擾強(qiáng)，非常適合數(shù)據(jù)量很大的測(cè)控場(chǎng)合。設(shè)計(jì)中，利用單片機(jī)雙串口的特點(diǎn)，一個(gè)用作232通訊使用，一個(gè)通過(guò)485電平轉(zhuǎn)換芯片輸出作為485接口，485總線和GPRS無(wú)線通信復(fù)用485接口，利用短接帽可以選擇通信方式，以簡(jiǎn)化電路。所述的開(kāi)入開(kāi)出模塊主要負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)量的開(kāi)入和開(kāi)出，為了滿足保護(hù)功能需要，一共由8路開(kāi)入和16路開(kāi)出組成，每路開(kāi)入開(kāi)出量均進(jìn)行硬件光電隔離，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。所述的人機(jī)交互模塊包括液晶電路和按鍵，液晶模塊選用240*128的ZLG240128F 大屏幕液晶顯示器，RA8806控制器，全中文顯示，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間、測(cè)量數(shù)據(jù)、裝置運(yùn)行狀態(tài)等顯示功能，通過(guò)按鍵可進(jìn)行時(shí)間調(diào)整以及系統(tǒng)定值修改。存儲(chǔ)器模塊包括SRAM IS61LV6416 和 E2PR0M AT24C512。IS61LV6416 是靜態(tài)隨寄存器，具有16根數(shù)據(jù)總線和16根地址總線，最大存儲(chǔ)空間為65535*16b，存取時(shí)間為8ns， 與DSP的Zone6相連；AT24C512是ATMEL公司推出的具有12C總線容量達(dá)512bit (64K*8) 的E2PR0M，具有掉電不丟失性，數(shù)據(jù)可保存40年，用于連接單片機(jī)進(jìn)行定值的存儲(chǔ)。本實(shí)用新型采用插板式結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板、電源板、 液晶和面板等，數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板、電源板、液晶通過(guò)接插槽或排線連接在面板上，在面板上實(shí)現(xiàn)各模塊的連接。本實(shí)用新型主要具有以下功能I、可以實(shí)時(shí)測(cè)量變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、多次諧波等。2、可以通過(guò)開(kāi)入開(kāi)出模塊檢測(cè)和控制各類(lèi)可控開(kāi)關(guān)設(shè)備。3、具有人機(jī)交互功能，能夠方便工作人員對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)快速了解，做出迅速?zèng)Q策。4、裝置集成了 232接口、485接口、GPRS無(wú)線接口、CAN總線接口多種通信接口，可實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)方傳送和交換，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性。5、利用配網(wǎng)自動(dòng)化軟件后臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、故障錄波、系統(tǒng)評(píng)估、數(shù)據(jù)庫(kù)操作，以及遙控、遙信、遙調(diào)、遙測(cè)、遠(yuǎn)方修改定值、下行修改采樣點(diǎn)數(shù)指令等。同現(xiàn)有配電變壓器監(jiān)測(cè)裝置相比，本實(shí)用新型具有以下積極效果或優(yōu)點(diǎn)I、裝置采用DSP+MCU的雙CPU系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量分析、變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估、故障告警等功能。2、通訊采用有線和無(wú)線多種通信方式，完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)控。3、針對(duì)測(cè)量和保護(hù)所需采樣精度的不同，測(cè)量部分選用專(zhuān)用的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADS8364，保護(hù)部分采用DSP集成的ADC模塊，如此設(shè)計(jì)不僅能夠很好的滿足系統(tǒng)的精度要求，又簡(jiǎn)化了電路，節(jié)省一定的成本。4、針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)裝置采樣點(diǎn)數(shù)不可修改的狀況，本裝置利用DSP的捕獲單元進(jìn)行信號(hào)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)，通過(guò)計(jì)算信號(hào)頻率，進(jìn)而修改DSP的PWM的定時(shí)器定值，而PWM輸出進(jìn)行 A/D采樣時(shí)鐘控制，同時(shí)，可以利用遠(yuǎn)程下行指令進(jìn)行周期采樣點(diǎn)數(shù)的整定修改，以應(yīng)對(duì)不同監(jiān)測(cè)場(chǎng)合對(duì)采樣點(diǎn)數(shù)的需求。5、采用獨(dú)立的自檢系統(tǒng)，DSP和單片機(jī)采用相互獨(dú)立的自檢程序模塊，提高系統(tǒng)可靠性。6、裝置采用插板式結(jié)構(gòu)，具有方便的擴(kuò)展升級(jí)能力，所有部件都選用工業(yè)級(jí)芯片， 電路設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到電磁兼容性，提高抗干擾能力，箱體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，裝置小巧。
圖I為本實(shí)用新型實(shí)的總體機(jī)構(gòu)原理框圖。圖2為雙CPU系統(tǒng)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
—種配變變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，包括電路部分和結(jié)構(gòu)部分，電路部分安裝在結(jié)構(gòu)部分上；電路部分包括高速數(shù)據(jù)采集模塊、中央主控模塊、通訊模塊、開(kāi)入開(kāi)出模塊、人機(jī)交互模塊、時(shí)鐘模塊、電源模塊以及存儲(chǔ)器模塊；電源模塊為本配變變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置供電；所述中央主控模塊包括DSP、雙口 RAM和單片機(jī)，單片機(jī)和DSP通過(guò)雙口 RAM通信；高速數(shù)據(jù)采集模塊采集變壓器信號(hào)，高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器件連接DSP ;所述通訊模塊包括CAN總線模塊、485接口模塊；所述單片機(jī)連接485接口模塊、人機(jī)交互模塊和時(shí)鐘模塊；所述DSP連接開(kāi)入開(kāi)出模塊和CAN總線模塊；所述存儲(chǔ)器模塊包括兩部分，一部分連接DSP，另一部分連接單片機(jī)。所述高速數(shù)據(jù)采集模塊包括互感器單元和信號(hào)調(diào)理電路，互感器單元的輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端；所述A/D轉(zhuǎn)換器件包括測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器，所述信號(hào)調(diào)理電路的輸出端分別連接測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端都連接DSP的信號(hào)輸入端；所述DSP還連接有PWM模塊，PWM模塊的輸出端連接測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器控制端。所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的巴特沃茲二階濾波電路和放大/限幅電路。所述通訊模塊還包括GPRS無(wú)線模塊；所述GPRS無(wú)線模塊通過(guò)所述485接口模塊連接單片機(jī)。所述的開(kāi)入開(kāi)出模塊包括8路開(kāi)入和16路開(kāi)出，每路開(kāi)入/開(kāi)出都連接有硬件光電隔離器件。所述的人機(jī)交互模塊包括液晶顯示模塊和按鍵，按鍵的輸出端連接單片機(jī)的輸入端，液晶顯示模塊的輸入端連接單片機(jī)的輸出端。所述存儲(chǔ)器模塊包括SRAM和E2PR0M，SRAM與DSP連接， E2PR0M與單片機(jī)連接。所述結(jié)構(gòu)部分包括數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板、電源板和面板；高速數(shù)據(jù)采集模塊裝在數(shù)據(jù)采集板上，開(kāi)入開(kāi)出模塊載在開(kāi)入開(kāi)出板上，時(shí)鐘模塊、 通訊模塊、存儲(chǔ)器模塊和中央主控模塊裝在中央主控板上，電源模塊裝在電源板上，液晶顯示模塊和按鍵裝在面板上，所述數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板和電源板通過(guò)接插槽或排線連接在面板上
以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)主要包括高速數(shù)據(jù)采集模塊、中央主控模塊、通訊模塊、開(kāi)入開(kāi)出模塊、人機(jī)交互模塊、時(shí)鐘模塊、電源模塊以及存儲(chǔ)器模塊等?？梢詫?shí)現(xiàn)變壓器三相電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、上傳，通過(guò)配網(wǎng)軟件后臺(tái)可以查看歷史曲線和故障記錄等，還可以接收下行指令，同時(shí)，還具有故障告警與保護(hù)功能，可以向監(jiān)測(cè)中心發(fā)送報(bào)警信息以及開(kāi)關(guān)量輸出控制可控開(kāi)關(guān)等。如圖I所示，從變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)CT和PT采樣來(lái)的電壓、電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)精密的電壓、電流互感器采樣進(jìn)入裝置內(nèi)部，得到的信號(hào)通過(guò)過(guò)零比較器生成頻率不變的方波信號(hào)，輸送到DSP的CAP捕獲引腳，以便測(cè)頻；濾波電路采用巴特沃茲二階濾波電路對(duì)互感器二次側(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行有效濾波，用高精度0P07運(yùn)算放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和限幅保護(hù)，將互感器傳來(lái)的信號(hào)變換到符合模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的信號(hào)。用于測(cè)量的信號(hào)送入ADS8364進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，用于保護(hù)的信號(hào)進(jìn)入DSP的內(nèi)部集成A/D模塊的輸入管腳。修定PWM定時(shí)器定值，DSP的PWM接口連接到ADS8364的時(shí)鐘控制引腳，利用PWM 輸出控制A/D轉(zhuǎn)換器的同時(shí)采樣周期，兩片ADS8364的時(shí)鐘控制引腳全部連接在一起，即用 PWM同時(shí)控制全部十二路的信號(hào)采樣周期，同時(shí)ADS8364芯片的轉(zhuǎn)化結(jié)束信號(hào)引腳EOC與 F2812的外部中斷XINTl相連接，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成發(fā)送一個(gè)脈沖，觸發(fā)DSP外部中斷并讀取A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。之后，DSP對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓、電流數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行FFT算法、最小二乘法等處理， 經(jīng)過(guò)綜合運(yùn)算處理，計(jì)算得到各種電力參數(shù)，包括三相電壓有效值、三相電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、阻抗、各次諧波、相角等，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行外部存儲(chǔ)，并通過(guò)雙口 RAM CY7C026與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將電網(wǎng)參數(shù)傳輸給單片機(jī)，同時(shí)也接收單片機(jī)發(fā)來(lái)的修改定值，用于參數(shù)計(jì)算以及PWM的采樣時(shí)鐘脈沖控制等。DSP還要對(duì)開(kāi)關(guān)輸入量進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到故障電壓或電流時(shí)，要進(jìn)行開(kāi)出操作以及上傳告警信息通知監(jiān)控中心。 此時(shí)單片機(jī)接收DSP傳來(lái)的數(shù)據(jù)，完成人機(jī)交換以及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，同時(shí)中斷接收上位機(jī)下行指令和按鍵操作，對(duì)液晶進(jìn)行相應(yīng)操作和定值修改，再進(jìn)行定值存儲(chǔ)并將修改定值傳給DSP。GPRS無(wú)線模塊的工作原理對(duì)于本領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的人來(lái)說(shuō)屬于公知常識(shí)，在此不再詳細(xì)描述。圖2為裝置雙CPU系統(tǒng)接線圖，包括DSP、雙口 RAM以及單片機(jī)的對(duì)應(yīng)管腳連接。 DSPF2812可以與雙口 RAM CY7C026直接連接，而STC12LE5A60S2由于是8位單片機(jī)，與雙口 RAM的連接時(shí)需要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行總線擴(kuò)展，利用鎖存器的鎖存功能，通過(guò)使能控制，分時(shí)復(fù)用PO 口來(lái)實(shí)現(xiàn)地址和數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。在SP與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，為避免對(duì)同一地址進(jìn)行寫(xiě)操作而產(chǎn)生沖突，設(shè)計(jì)中將CY7C026地址空間分為兩個(gè)區(qū)域，分別分配給給DSP和單片機(jī)使用，二者只能在分配給自己的空間內(nèi)進(jìn)行寫(xiě)操作，在對(duì)方區(qū)域內(nèi)進(jìn)行讀操作，這樣就避免了沖突產(chǎn)生，提高了數(shù)據(jù)交換可靠性。[0043]本實(shí)用新型中所述具體實(shí)施案例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例而已，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專(zhuān)利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，包括電路部分和結(jié)構(gòu)部分，電路部分安裝在結(jié)構(gòu)部分上，其特征是電路部分包括高速數(shù)據(jù)采集模塊、中央主控模塊、通訊模塊、開(kāi)入開(kāi)出模塊、 人機(jī)交互模塊、時(shí)鐘模塊、電源模塊以及存儲(chǔ)器模塊；電源模塊為本配變變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置供電；所述中央主控模塊包括DSP、雙口 RAM和單片機(jī)，單片機(jī)和DSP通過(guò)雙口 RAM通信；高速數(shù)據(jù)采集模塊采集變壓器信號(hào)，高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器件連接DSP ；所述通訊模塊包括CAN總線模塊、485接口模塊，GPRS無(wú)線模塊；所述單片機(jī)連接485接口模塊、人機(jī)交互模塊和時(shí)鐘模塊；所述GPRS無(wú)線模塊通過(guò)所述485接口模塊連接單片機(jī)；所述DSP連接開(kāi)入開(kāi)出模塊和CAN總線模塊；所述存儲(chǔ)器模塊包括兩部分，一部分連接DSP，另一部分連接單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，其特征是所述高速數(shù)據(jù)采集模塊包括互感器單元和信號(hào)調(diào)理電路，互感器單元的輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端；所述 A/D轉(zhuǎn)換器件包括測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器，所述信號(hào)調(diào)理電路的輸出端分別連接測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器和保護(hù)通道A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端都連接DSP的信號(hào)輸入端；所述DSP還連接有PWM模塊， PWM模塊的輸出端連接測(cè)量通道A/D轉(zhuǎn)換器控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，其特征是所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的巴特沃茲二階濾波電路和放大/限幅電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，其特征是所述的開(kāi)入開(kāi)出模塊包括8路開(kāi)入和16路開(kāi)出，每路開(kāi)入/開(kāi)出都連接有硬件光電隔離器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，其特征是所述的人機(jī)交互模塊包括液晶顯示模塊和按鍵，按鍵的輸出端連接單片機(jī)的輸入端，液晶顯示模塊的輸入端連接單片機(jī)的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，其特征是所述存儲(chǔ)器模塊包括 SRAM和E2PR0M，SRAM與DSP連接，E2PR0M與單片機(jī)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，其特征是所述結(jié)構(gòu)部分包括數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板、電源板和面板；高速數(shù)據(jù)采集模塊裝在數(shù)據(jù)采集板上，開(kāi)入開(kāi)出模塊裝在開(kāi)入開(kāi)出板上，時(shí)鐘模塊、通訊模塊、存儲(chǔ)器模塊和中央主控模塊裝在中央主控板上，電源模塊裝在電源板上，人機(jī)交互模塊裝在面板上，所述數(shù)據(jù)采集板、開(kāi)入開(kāi)出板、中央主控板和電源板通過(guò)接插槽或排線連接在面板上。
專(zhuān)利摘要一種配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置，包括高速數(shù)據(jù)采集模塊、中央主控模塊、通訊模塊、開(kāi)入開(kāi)出模塊、人機(jī)交互模塊、時(shí)鐘模塊、電源模塊以及存儲(chǔ)器模塊；電源模塊為本配變變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置供電；所述中央主控模塊包括DSP、雙口RAM和單片機(jī)，單片機(jī)和DSP通過(guò)雙口RAM通信；高速數(shù)據(jù)采集模塊采集變壓器信號(hào)，高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器件連接DSP；所述通訊模塊包括CAN總線模塊、485接口模塊；所述單片機(jī)連接485接口模塊、人機(jī)交互模塊和時(shí)鐘模塊；所述DSP連接開(kāi)入開(kāi)出模塊和CAN總線模塊；所述存儲(chǔ)器模塊連接DSP和單片機(jī)。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通訊功能齊全、適應(yīng)性強(qiáng)的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端裝置。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202351347SQ2011204589
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者劉洋, 林莘, 王博, 王益濤 申請(qǐng)人:南京因泰萊配電自動(dòng)化設(shè)備有限公司