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    對於自動化電力數值監測的預設

    　一 、總體設計
    　　二 、係統主要模塊說明

    　　1.采集裝置信息采集裝置采用自行設計的數字化采集板 ，能夠通過先進的軟件算法及可靠的硬件電路 ，突破了傳統的界跟 ，通過通訊網絡傳輸電量數據 ，並且使得電量的采集／變送更為簡潔 ，高效 。通過分布式安裝在測量現場的終端設備 ，用一條雙絞線屏蔽電纜既可實現遠距離傳輸各種電量數據 ，能夠滿足工業用電現場空間小信號線路多的特點 。

    　　采集裝置的工作原理 ：三相電流經過電流變換器（CT） 、三相電壓經電壓變換器（PT）經濾波後由采樣芯片進行同步采樣 、保持 、A/D轉換成數字信號 ，送入采集板的中央處理單元DSP進行自動分類計算和數據處理 ，並把超標數據存儲在非易失性的存儲器裏 ；通過通信接口實現與智能處理單元相連 ，通信中對自動化信號的阻止研討由數據處理中心實現對數據的分析管理 ；CPLD實現對整個係統的邏輯控製 。

    　　2.智能處理單元

    　　在本係統中采用西門子箱式PC作為智能處理單元 ，具有設備體積小 ，可靠性高的特點 。

    　　SIMATIC箱式PC620極為堅固緊湊 ，非常適合於在較小空間中要求具有較高處理性能的工業PC的應用 。具有2個插槽的PC板 、2個USB接口和高達1G的主存儲器 ，可以在非常狹小的空間中提供有效的靈活性 。另外 ，集成的PC卡接口能夠輕鬆地對無線LAN節點或調製解調器節點進行整合 。

    　　SIMATIC箱式PC 620具有較高的工業兼容性 ，為了在惡劣環境中保證性能 ，SIMATIC箱式PC的設計使用了高質量的部件 ，以便實現24小時的連續運行 。

    　　使用恒溫控製的耐用風扇進行降壓冷卻的原理是其中取得的一項重要成果 。耐衝擊和抗震的硬盤和插件板固定裝置以及增強了鍍金表麵效果的PC接口可以提供所需的接觸可靠性 ，從而保證插入模塊的正常運行 。箱式PC安裝在一個全金屬機殼中 ，可以實現較高的電磁兼容性和機械堅固性 。

    　　3.本地顯示模塊

    　　每4個開關為一組 ，采用PC104嵌入式工控機為處理單元 ，通過安裝在負載屏上的軍用液晶顯示單元 ，顯示開關信息 。

    　　主機將檢測到的數據 ，通過串行口發送給顯示單元 ，通過圖形的方式 ，進行顯示 。顯示內容包括電力係統一次回路單線圖 、各個回路的工作狀態 ，電壓 、電流 、功率等參數信息 。

    　　三 、數據通信

    　　智能單元（西門子箱式PC）通過RS-485接口 ，從數字采集模塊得到每個開關的狀態數據 ，包括開關的通斷狀態 、故障信號 、電氣參數 。由於采用輪詢的方式進行訪問 ，所以檢測周期可以是固定的時間 。智能單元與采集模塊的通信方式為 ：采用全雙工RS-485通訊 ；傳輸波特率19200bps數據格式 ：異步通信方式 ，1個起始位 ，8個數據為 ，1個停止位 。無奇偶校驗位 。

    　　采集設備通過RS-485通訊的方式 ，將數據發送給上位微機 。上位微機通過輪詢的方式 ，訪問每一個采集設備 。

    　　采用波特率為19200bps時 ，每一秒鍾可以傳輸1920個字節（異步通信每字節8位） 。

    　　每次輪詢上位機請求數據 ，使用如下協議 ：1byte（起始） ，1byte（地址） ，1byte（命令） ，1byte（長度） ，nbyte（數據）1byte效驗和，1byte結尾共計6+n字節 。

    　　鑒於上位機不傳輸數據給采集設備 ，故n=0 ，所以共需要6字節 。

    　　下位機發送數據使用如下協議 ：1byte（起始） ，1byte（地址） ，1byte（命令） ，1byte（長度） ，nbyte（數據）1byte效驗和 ，1byte結尾共計6+n字節 。

    　　需傳送電壓有效值 、電流有效值 、頻率 、有功功率 、無功功率 、開關狀態等數據共計12字節 ，每個量2個字節 ，采用二進製傳輸 。所以共需要18字節 。

    　　因此每輪詢一個開關 ，共計使用24個字節 。考慮到使用中斷方式進行通訊 ，加上微機響應中斷的時間 。每個開關輪詢使用時間至少需要10毫秒 。

    　　如果有16個開關附件要輪詢 ，每掃描一遍至少需要160毫秒 。

    　　如果上位機從開關中讀入存儲的瞬時數據 ，則將會在傳輸期間停止輪詢 。

    　　參數通過CAN總線向上一級網絡傳輸 。能夠實現 ：a 、狀態變化上報 ，報文包括開關編號 、變化狀態 、時間發生時間等信息b 、電氣參數傳遞 ，包括電壓 、電流 、有功功率 、無功功率等信息 ，采用定時發送的方式發送 ，報文包括開關編號 ，參數種類和參數數值 。

    　　c 、時間統一功能 ，根據上位機的對鍾命令 ，統一網絡時間 。

    　　d 、狀態查詢功能 ，根據上一級網絡發來的請求命令 ，傳送當前開關的狀態信息 。

    　　e 、參數查詢功能 ，根據上一級網絡發來的請求命令 ，傳送所請求的開關的記錄信息。

    　　f 、錄波查詢功能 ，根據上一級網絡發來的請求命令 ，傳送所請求的開關的故障錄波記錄信息 。

    　　在進行查詢時 ，對開關的輪詢工作不能停止 ，同時如果發生開關狀態變化應仍然能夠及時上報 。

    　　四 、總結

    　　本係統作為顯示儀表使用時可以代替 ：三相電流表 、三相電壓表 、三相視在功率表 、三相有功功率表 、三相無功功率表 、三相功率因數表 、三相有功電能表 、三相無功電能表、頻率表等 。實際測試效果表明 ：本係統運行情況良好 ，具有很好的應用前景 。

     


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     ^ 對於自動化電力數值監測的預設