基于ARM的綜合電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控儀表的研制.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和智能電網(wǎng)的大力建設(shè)，各種電力設(shè)備被大量使用，由此而帶來(lái)的電能質(zhì)量問題，已經(jīng)成為智能電網(wǎng)建設(shè)中急需解決的重要課題。電能質(zhì)量監(jiān)控作為解決該問題的前提條件，受到越來(lái)越高的重視。
　　 目前國(guó)內(nèi)根據(jù)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提出了一系列關(guān)于電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的各種電力監(jiān)控儀表也應(yīng)運(yùn)而生，但產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。因此，本課題通過研究相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合當(dāng)前大量使用的ARM內(nèi)核的微控制器，融合時(shí)下大多數(shù)產(chǎn)品的特色功能，設(shè)計(jì)出了一款安

2、裝方便，性能可靠，智能化，網(wǎng)絡(luò)化的電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控儀表。
　　 本課題嚴(yán)格遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)合作單位的要求，提出了儀表的功能和設(shè)計(jì)指標(biāo)。該監(jiān)控儀表能夠?qū)τ秒姮F(xiàn)場(chǎng)的各相電流、各相電壓、功率因數(shù)、有功功率、電能、諧波等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。除此之外，根據(jù)用戶的設(shè)定可以進(jìn)行報(bào)警和保護(hù)性操作，并對(duì)故障、報(bào)警等狀態(tài)信息進(jìn)行記錄和查詢，為提高故障信息的準(zhǔn)確性，儀表設(shè)計(jì)了GPS時(shí)鐘同步電路。儀表通過RS485總線組成一個(gè)實(shí)時(shí)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對(duì)故障及報(bào)警點(diǎn)迅速

3、定位，實(shí)時(shí)查詢監(jiān)控線路的運(yùn)行狀態(tài)，并擴(kuò)展了1個(gè)GPRS接口，可以通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。
　　 根據(jù)儀表的功能要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)，硬件設(shè)計(jì)采用了雙CPU方案。主芯片選用32位高性能嵌入式微控制器LPC1764FBD100，利用其高性能的GPIO口、SPI接口、UART接口、定時(shí)器等豐富的硬件資源搭建系統(tǒng)平臺(tái)，A/D采樣選用專用的16位A/D轉(zhuǎn)換器ADS8556。從機(jī)芯片選用8位微控制器P89LPC930在RS485總線上實(shí)現(xiàn)

4、了Modbus協(xié)議和GPRS遠(yuǎn)程通信。系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)按照模塊化進(jìn)行，主要包括信號(hào)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、GPS同步定時(shí)、人機(jī)交互、報(bào)警保護(hù)、通信等模塊。硬件設(shè)計(jì)主要圍繞系統(tǒng)核心嵌入式微控制器進(jìn)行，根據(jù)系統(tǒng)功能要求，選取相關(guān)芯片，設(shè)計(jì)各部分功能電路。軟件設(shè)計(jì)利用微控制器強(qiáng)大的中斷管理機(jī)制進(jìn)行多任務(wù)處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各功能模塊軟件任務(wù)的有序調(diào)度。
　　 GPS模塊的引入，提高了儀表對(duì)于SOE事件的記錄準(zhǔn)確性。本文簡(jiǎn)要闡述了GPS定時(shí)原理，