本系统所要实现的功能有:6路电压输入、6路电流输入、16路状态输入、2路脉冲输入;可以存储128个带时标的事件记录、电路的电流最大值、最大需量等;包括8个通道的继电器输出,标准RS232和485接口,每个测量和计算的数据都应从通讯端口读出,其协议为DNP3.0和MODBUS;现场可控制等功能。
在采样过程中,6路的电压采样和6路的电流采样,采用的是14bit的数模转换器AD7865,交流电经信号调理后进入数模转换器,并最终由DSP读取并处理。16路的状态采集,首先经过光电耦合进入系统,后由DSP读取处理,同时记录时标,存储进入FLASH 。2路的脉冲计数通过单片机计数并把所得的数据传送给DSP,由DSP完成最后的处理。
系统总体设计
总体设计框图如图1,系统分为数据采集部分、数据处理单元、全局控制器以及数据传输共四个部分。
数据采集部分,主要负责采集外部的数据,包括6路电压采集、6路电流采集、16路的状态采集以及2路脉冲采集。采集的数据包括电压电流的大小、相位,供电线路的状态以及脉冲的个数等。数据采集部分的电压采集和电流采集,通过电压电流互感器以及信号调理后,进入AD7865采样,并由DSP读取处理;16路的状态采集,采集供电线路中的供电情况,通过光电耦合电路后,由DSP读取处理;2路脉冲采集,通过光电耦合,进入AT89C51,由AT89C51进行计数处理。
数据处理单元,主要由DSP系统以及实时钟系统组成,DSP采用TI公司的TMS320VC5402,而实时钟采用DS1305。DSP负责对采集进入系统的数据进行处理,计算电流电压的有效值、谐波以及相位等,并对事件进行记录。而实时钟为系统提供时间依据,并为系统提供秒中断信号。
在数据的传输上,使用标准的RS232和485接口,每个测量或计算的数据都可以从通讯口读出;采用电力系统通用数据传输协议:DNP3.0协议以及MODBUS协议,保证了系统的良好的移植性;通讯的波特率、PT变化、设备地址、脉冲常数等都可以用户自己设置。
在人机互动方面,系统本身带有键盘和数码管显示,每个测量值都可以从键盘读出,每个读出的数据都有比较明显的标识,让使用者一目了然;并且可以现场进行配置,实现了良好的人机互动。