一種新型綜合智能在線電能質量監測終端的製作方法

2023-07-09 07:47:16

專利名稱：一種新型綜合智能在線電能質量監測終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型綜合智能在線電能質量監測終端。
背景技術：
現有的電能質量監測技術及分析儀器，部分採用8位單片機作為微處理器，外接模數轉換器，及存儲器和軟體構成功能比較單一的電能質量監測儀，這種類型的電能質量監測儀採樣速度慢，存儲容量小，靜態採樣，實時性較差，通訊方式及規約比較單一，已經不能滿足電力行業快速發展的要求。也有部分電能質量監測儀採用POWERPC晶片作為處理核心，採用了定頻採樣的方法，這種方案成本高，軟體處理複雜。

實用新型內容本實用新型的技術目的在於針對現有技術的不足，提供一種可以對電能質量實時在線進行快速準確測量及低成本的新型綜合智能在線電能質量監測終端。實現本實用新型技術目的的技術方案是一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，包括相互通信的微處理器模塊、交流模塊、電源模塊、開入開出模塊、無線傳輸模塊以及顯示模塊，所述微處理器模塊和電源模塊都分別與交流模塊、顯示模塊、開入開出模塊、無線傳輸模塊相互連接；所述微處理器模塊的內部連接採用DSP和16bit BUS連接，所述微處理器模塊與所述顯示模塊之間通過HPI接口進行數據傳輸，所述的無線傳輸模塊與顯示模塊連接實現與遠方後臺監控系統數據傳輸；所述電源模塊為開關穩壓電源，與其他各模塊連接。作為上述技術方案的進一步優化，所述微處理器模塊通過外部中斷連接有頻率測
量電路。作為上述技術方案的進一步優化，所述微處理器模塊中還設置有CPU，所述CPU為嵌入式DSP微處理器。作為上述技術方案的進一步優化，所述無線傳輸模塊中還設置有無線傳輸晶片。作為上述技術方案的進一步優化，所述顯示模塊還設置有人機接口。作為上述技術方案的進一步優化，所述人機接口包括相互電連接並相互通訊的鍵盤和LCD。本實用新型的新型綜合智能在線電能質量監測終端在具體工作時，其數據處理過程是:(I)、通過信號調理電路將輸入電壓信號轉換為與基波對應的標準方波信號，再通過CPU的外部中斷來精確測量頻率。根據測得的頻率來動態設置定時器，調節對各路待測的輸入模擬信號的採樣間隔，CPU根據此間隔進行採樣，結果存儲於循環緩衝區中。對採樣結果進行處理，然後進行離散傅立葉變換。計算出各種數據，通過顯示模塊顯示。(2)、微處理器模塊採用DSP晶片作為微處理器，顯示模塊則採用獨立的32位工控機。[0013](3)、微處理器模塊完成模數轉換、測量算法計算、等功能；微處理器模塊是整個裝置的採樣核心部分，基於32位工控機，以完成計算結果存儲、通訊等功能，實時對電力信號進行檢測，同時對測量結果做進一步的處理，同時保留了通用的485埠、乙太網口和GPRS，採用M0DBUS、103、104等通訊規約，實現本終端與後臺監測系統的有線或無線遠程監控傳輸。交流模塊將輸入強電信號轉換成幅值為±5V範圍內的電壓信號，同時將輸入與輸出做光電隔離，把輸出信號送二階有源低通濾波電路，然後送至微處理器模塊的AD輸入端。微處理器模塊軟體部分包括頻率測量、採集頻率設置、AD中斷採集、採集數據管理、數位訊號處理濾波、計算數據存儲、事件報告及顯示模塊的通訊，微處理器模塊保留485埠、乙太網接口和GPRS，實現與遠程平臺的通訊需要，支持M0DBUS、103、104通訊規約。 (4)、電源模塊輸入交直流85V—265V，輸出可供其他各模塊工作的工作電源。(5)、顯示模塊提供了人機接口，顯示模塊與微處理器模塊按照一定的協議通過HPI埠進行通訊，實時顯示測量結果，同時可以通過按鍵的選擇設定測量參數達到不同的保護功能，並將參數保存在鐵電存儲器中。實施該技術後的優點和效果在於測量範圍廣。基於離散傅立葉變換實現諧波測量，包括各次諧波的幅值、電流、電壓、頻率、功率、電度、功率因數、需量、頻率、電壓波動、電壓善變和諧波線損電量等，同時適用於輸入信號基波頻率範圍可在45Hz-65Hz。準確度高。採用16位高速AD，每周期內採樣512點，採樣頻率以信號頻率為基準，當採樣頻率與信號頻率非同步的情況下，能及時校正採樣頻率，對信號諧波進行準確跟蹤測量，同時顯示部分採用獨立單片機，HPI通訊基本不佔用CPU時間，不影響CPU運算。實時性好。CPU主頻300MHZ，帶有雙乘法器，能對50次諧波進行實時測量，同時提供多種附加功能適用範圍廣。採用開關電源，適用於寬範圍交直流電源輸入。顯示模塊中的工控機作為輔助處理器，根據一定的協議與CPU模塊進行通訊，帶有鍵盤和LCD，為本裝置提供了完善的人機接口功能。與現有技術相比，本實用新型一種新型綜合智能在線電能質量監測終端的有益效果主要表現為所述電源模塊為開關穩壓電源，與所述的微處理器模塊、交流模塊、開入開出模塊、無線傳輸和顯示模塊連接，保證其工作電壓。其可以對電能質量實時在線監測，通過有線或無線傳輸方式與後臺監控系統實現數據傳輸。可以對電能質量實時在線快速準確測量，並且成本較低。被結合在本說明書中並且構成本說明書的一部分的附圖示出本實用新型的幾個方面，並且與其描述一起用來解釋本實用新型的原理。

圖I所示為本實用新型一種新型綜合智能在線電能質量監測終端的監測框架示意圖。
具體實施方式
作為本實用新型一種新型綜合智能在線電能質量監測終端的最佳實施例之一，參見附圖1，其包括相互通信的微處理器模塊、交流模塊、電源模塊、開入開出模塊、無線傳輸模塊以及顯示模塊，所述微處理器模塊和電源模塊都分別與交流模塊、顯示模塊、開入開出模塊、無線傳輸模塊相互連接；所述微處理器模塊的內部連接採用DSP和16bit BUS連接，所述微處理器模塊與所述顯示模塊之間通過HPI接口進行數據傳輸，所述的無線傳輸模塊與顯示模塊連接實現與遠方後臺監控系統數據傳輸；所述電源模塊為開關穩壓電源，與其他各模塊連接。所述微處理器模塊通過外部中斷連接有頻率測量電路。所述微處理器模塊中還設置有CPU，所述CPU為嵌入式DSP微處理器。所述無線傳輸模塊中還設置有無線傳輸晶片。所述顯示模塊還設置有人機接口。 所述人機接口包括相互電連接並相互通訊的鍵盤和IXD。本實施例的新型綜合智能在線電能質量監測終端在具體工作時，其數據處理過程是(I)、通過信號調理電路將輸入電壓信號轉換為與基波對應的標準方波信號，再通過CPU的外部中斷來精確測量頻率。根據測得的頻率來動態設置定時器，調節對各路待測的輸入模擬信號的採樣間隔，CPU根據此間隔進行採樣，結果存儲於循環緩衝區中。對採樣結果進行處理，然後進行離散傅立葉變換。計算出各種數據，通過顯示模塊顯示。(2)、微處理器模塊採用DSP晶片作為微處理器，顯示模塊則採用獨立的32位工控機。(3)、微處理器模塊完成模數轉換、測量算法計算、等功能；微處理器模塊是整個裝置的採樣核心部分，基於32位工控機，以完成計算結果存儲、通訊等功能，實時對電力信號進行檢測，同時對測量結果做進一步的處理，同時保留了通用的485埠、乙太網口和GPRS，採用M0DBUS、103、104等通訊規約，實現本終端與後臺監測系統的有線或無線遠程監控傳輸。交流模塊將輸入強電信號轉換成幅值為±5V範圍內的電壓信號，同時將輸入與輸出做光電隔離，把輸出信號送二階有源低通濾波電路，然後送至微處理器模塊的AD輸入端。微處理器模塊軟體部分包括頻率測量、採集頻率設置、AD中斷採集、採集數據管理、數位訊號處理濾波、計算數據存儲、事件報告及顯示模塊的通訊，微處理器模塊保留485埠、乙太網接口，實現與遠程平臺的通訊需要，支持M0DBUS、103、104通訊規約。(4)、電源模塊輸入交直流85V—265V，輸出可供其他各模塊工作的工作電源。(5)、顯示模塊提供了人機接口，顯示模塊與微處理器模塊按照一定的協議通過HPI埠進行通訊，實時顯示測量結果，同時可以通過按鍵的選擇設定測量參數達到不同的保護功能，並將參數保存在鐵電存儲器中。實施該技術後的優點和效果在於測量範圍廣。基於離散傅立葉變換實現諧波測量，包括各次諧波的幅值、電流、電壓、頻率、功率、電度、功率因數、需量、頻率、電壓波動、電壓善變和諧波線損電量等，同時適用於輸入信號基波頻率範圍可在45Hz-65Hz。準確度高。採用16位高速AD，每周期內採樣512點，採樣頻率以信號頻率為基準，當採樣頻率與信號頻率非同步的情況下，能及時校正採樣頻率，對信號諧波進行準確跟蹤測量，同時顯示部分採用獨立單片機，HPI通訊基本不佔用CPU時間，不影響CPU運算。實時性好。CPU主頻300MHZ，帶有雙乘法器，能對50次諧波進行實時測量，同時提供多種附加功能適用範圍廣。採用開關電源，適用於寬範圍交直流電源輸入。顯示模塊中的工控機作為輔助處理器，根據一定的協議與CPU模塊進行通訊，帶有鍵盤和IXD，為本裝置提供了完善的人機接口功能。綜上所述，本領域的普通技術人員閱讀本實用新型文件後，根據本實用新型的技 術方案和技術構思無需創造性腦力勞動而作出其他各種相應的變換方案或本實用新型各實施例之間方案的替換，均屬於本實用新型所保護的範圍。
權利要求1.一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，包括相互通信的微處理器模塊、交流模塊、電源模塊、開入開出模塊以及顯示模塊，其特徵在於，所述微處理器模塊和電源模塊都分別與交流模塊、顯示模塊、開入開出模塊、無線傳輸模塊相互連接；所述微處理器模塊的內部連接採用DSP和16bitBUS連接，所述微處理器模塊與所述顯示模塊之間通過HPI接口進行數據傳輸，所述電源模塊為開關穩壓電源。
2.根據權利要求I所述的一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，其特徵在於，所述微處理器模塊連接頻率測量電路。
3.根據權利要求I所述的一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，其特徵在於，所述微處理器模塊中還設置有CPU，所述CPU為嵌入式DSP微處理器。
4.根據權利要求I所述的一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，其特徵在於，所述顯示模塊還設置有人機接口。
5.根據權利要求I所述的一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，其特徵在於，所述無線傳輸模塊中還設置有無線傳輸晶片。
6.根據權利要求4所述的一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，其特徵在於，所述人機接口包括相互電連接並相互通訊的鍵盤和IXD。
專利摘要本實用新型公開一種新型綜合智能在線電能質量監測終端，所述微處理器模塊和電源模塊都分別與交流模塊、顯示模塊、開入開出模塊、無線傳輸模塊連接；所述微處理器模塊的內部連接採用DSP和16bit BUS連接，所述16bit BUS還連接有FLASH、SDRAM和AD；所述微處理器模塊與所述顯示模塊之間通過HPI接口進行數據交換，所述的無線傳輸模塊與顯示單元連接，已實現與後臺監控系統無線傳輸數據。所述電源模塊為開關穩壓電源，與所述的微處理器模塊、交流模塊、開入開出模塊、無線傳輸和顯示模塊連接，保證其工作電壓。其可以對電能質量實時在線監測，通過有線或無線傳輸方式與後臺監控系統實現數據傳輸。
文檔編號G01R31/00GK202770924SQ20122035899
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者許成 申請人:北京洪文源科技有限公司