專利名稱：一種基于以太網(wǎng)的嵌入式電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及對電網(wǎng)參數(shù)進行實時監(jiān)測的監(jiān)測 儀。
背景技術(shù)：
當前電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測一般通過控制局域網(wǎng)總線、RS-232、RS-485等通訊方式將若干 監(jiān)測儀與PC機相聯(lián)，并將PC機設(shè)置成服務(wù)器，工作人員可通過以太網(wǎng)訪問服務(wù)器，查看數(shù) 據(jù)庫數(shù)據(jù)，但由于該系統(tǒng)必須在一定區(qū)域內(nèi)配置一臺計算機，而且RS-232、RS-485等通訊 受到距離限制。電網(wǎng)監(jiān)測儀對電網(wǎng)參數(shù)中功率因素的判斷一般通過軟件比較運算來完成， 反應(yīng)速度慢且監(jiān)測精度差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種反應(yīng)速度快、監(jiān)測精 度高、可遠距離傳輸監(jiān)測的基于以太網(wǎng)的嵌入式電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀。本實用新型采用的技術(shù)方案是包括多路轉(zhuǎn)換模塊，多路轉(zhuǎn)換模塊的輸入外接電 網(wǎng)的電壓電流型互感器，多路轉(zhuǎn)換模塊的輸出分別連接電壓電流采樣檢測模塊和功率因數(shù) 檢測模塊的輸入，電壓電流采樣檢測模塊和功率因數(shù)檢測模塊的輸出分別連接有效值轉(zhuǎn)換 電路模塊的輸入，功率因數(shù)檢測模塊的輸出連接單片機微處理器的輸入；有效值轉(zhuǎn)換電路 模塊的輸出連接V/F轉(zhuǎn)換電路的輸入，V/F轉(zhuǎn)換電路的輸出連接單片機微處理器的輸入，單 片機微處理器分別外接多路轉(zhuǎn)換模塊、存儲器、鍵盤與顯示模塊和以太網(wǎng)接口模塊；單片機 微處理器為SX52BD八位高速單片機，功率因數(shù)檢測模塊具有零比較器、譯碼電路和積分電 路，V/F轉(zhuǎn)換電路具有V/F轉(zhuǎn)換器，V/F轉(zhuǎn)換器連接一個積分器，積分器由運放和積分電容構(gòu) 成本實用新型的有益效果是通過以太網(wǎng)接口芯片連接以太網(wǎng)，高速單片機將實時 數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)接口芯片向控制中心發(fā)送，存入服務(wù)器數(shù)據(jù)庫供分析研究，實現(xiàn)以太網(wǎng)通信。 可對大型工礦企業(yè)的用電情況實時監(jiān)測，監(jiān)測三相電壓、四相電流和三相功率因素，保存整 點時刻的電壓、電流數(shù)據(jù)和功率因素，保存月統(tǒng)計數(shù)據(jù)。通過硬件元件直接判別功率因素的 大小及正負；用液晶屏現(xiàn)場顯示數(shù)據(jù)，使用戶可以在現(xiàn)場查看和設(shè)置儀表的運行參數(shù)和歷 史記錄。

圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)圖；圖中1.多路轉(zhuǎn)換模塊；2.電壓電流采樣檢測模塊；3.功率因數(shù)檢測模塊；4.有 效值轉(zhuǎn)換電路模塊；5. V/F轉(zhuǎn)換電路；6.單片機微處理器；7.存儲器；8.鍵盤與顯示模塊； 9.以太網(wǎng)接口模塊；10.電壓電流型互感器。
具體實施方式
[0009]參見圖1，本實用新型主要包括多路轉(zhuǎn)換模塊1、電壓電流采樣檢測模塊2、功率因 數(shù)檢測模塊3、有效值轉(zhuǎn)換電路模塊4、V/F轉(zhuǎn)換電路5、單片機微處理器6、存儲器7、鍵盤與 顯示模塊8和以太網(wǎng)接口模塊9。多路轉(zhuǎn)換模塊1的輸出分別連接電壓電流采樣檢測模塊 2和功率因數(shù)檢測模塊3的輸入，多路轉(zhuǎn)換模塊1的輸入外接電網(wǎng)的電壓電流型互感器10 ； 電壓電流采樣檢測模塊2和功率因數(shù)檢測模塊3的輸出分別連接有效值轉(zhuǎn)換電路模塊4的 輸入，其中，功率因數(shù)檢測模塊3的輸出還連接單片機微處理器6的輸入；有效值轉(zhuǎn)換電路 模塊4的輸出連接V/F轉(zhuǎn)換電路5的輸入，V/F轉(zhuǎn)換電路5的輸出連接單片機微處理器6的 輸入，單片機微處理器6分別外接多路轉(zhuǎn)換模塊1、存儲器7、鍵盤與顯示模塊8和以太網(wǎng)接 口模塊9，以太網(wǎng)接口模塊9外接以太網(wǎng)。單片機微處理器6采用SX52BD八位高速單片機，可實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入功能，每秒運 行數(shù)據(jù)能力達1億次。內(nèi)部使用了 2個獨立的具有不同地址總線的存儲器，一個用于程序， 另一個用于數(shù)據(jù)，能從程序存儲器訪問數(shù)據(jù)表格，其優(yōu)點是取指和存儲傳送可通過多層通 道交替進行，在執(zhí)行當前指令的同時，能獲取從程序存儲器傳來的下一條指令。由單片機直 接驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)接口芯片，成為嵌入式網(wǎng)絡(luò)化儀器，使電網(wǎng)監(jiān)測儀能通過單片機網(wǎng)絡(luò)接口將監(jiān) 測數(shù)據(jù)發(fā)送到電網(wǎng)控制中心的服務(wù)器，完成對電網(wǎng)電壓、電流以及功率因數(shù)的檢測，實現(xiàn)監(jiān) 測電路的信號處理、數(shù)據(jù)顯示及電網(wǎng)運行狀態(tài)顯示等功能。 功率因數(shù)檢測模塊3具有零比較器、譯碼電路和積分電路，用于判別電壓是超前 還是滯后電流，并判別功率因素大小。電壓、電流的正弦波形分別經(jīng)過零比較器后轉(zhuǎn)換為方 波，輸入2/4譯碼電路。譯碼電路只有當信號為“ 01”或“ 10 ”時，端口才輸出電壓，對積分 電路充電；當信號為“00”或“11”時，輸出為零。連接功率因數(shù)檢測模塊3的單片機微處理 器6經(jīng)過數(shù)據(jù)處理可確定功率因素的大小。 V/F轉(zhuǎn)換電路5是將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率信號，具有良好的精度、線性和積分輸 入特點；此外，應(yīng)用電路簡單，外圍元件性能要求不高，對環(huán)境適應(yīng)能力強，轉(zhuǎn)換速度不低于 一般的雙積分型A/D器件，且價格較低，便于遠距離傳輸，可通過調(diào)制進行無線傳輸或光傳 輸。V/F轉(zhuǎn)換電路5具有V/F轉(zhuǎn)換器，V/F轉(zhuǎn)換器連接一個積分器，積分器是由運放和積分 電容構(gòu)成。當運放輸出電壓超過閥值時，啟動定時器開始定時。V/F轉(zhuǎn)換器對小信號的反應(yīng) 能力取決于運放的失調(diào)電壓和失調(diào)電流。低成本運放的失調(diào)電壓一般低于lmV，失調(diào)電流一 般低于2nA，因此對小信號有很好的轉(zhuǎn)換精度，而且具有響應(yīng)快速的特點。
權(quán)利要求1. 一種基于以太網(wǎng)的嵌入式電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀，包括多路轉(zhuǎn)換模塊(1)，多路轉(zhuǎn)換模塊(1)的輸入外接電網(wǎng)的電壓電流型互感器(10)，多路轉(zhuǎn)換模塊(1)的輸出分別連接電壓電 流采樣檢測模塊(2)和功率因數(shù)檢測模塊(3)的輸入，其特征是電壓電流采樣檢測模塊(2)和功率因數(shù)檢測模塊(3)的輸出分別連接有效值轉(zhuǎn)換電路模塊(4)的輸入，功率因數(shù)檢 測模塊(3)的輸出連接單片機微處理器(6)的輸入；有效值轉(zhuǎn)換電路模塊(4)的輸出連接 V/F轉(zhuǎn)換電路(5)的輸入，V/F轉(zhuǎn)換電路(5)的輸出連接單片機微處理器(6)的輸入，單片機 微處理器(6)分別外接多路轉(zhuǎn)換模塊(1)、存儲器(7)、鍵盤與顯示模塊(8)和以太網(wǎng)接口模 塊(9);所述單片機微處理器(6)為SX52BD八位高速單片機，所述功率因數(shù)檢測模塊(3)具 有零比較器、譯碼電路和積分電路，所述V/F轉(zhuǎn)換電路(5)具有V/F轉(zhuǎn)換器，V/F轉(zhuǎn)換器連接 一個積分器，積分器由運放和積分電容構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開一種基于以太網(wǎng)的嵌入式電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀，多路轉(zhuǎn)換模塊的輸出分別連接電壓電流采樣檢測模塊和功率因數(shù)檢測模塊的輸入，電壓電流采樣檢測模塊和功率因數(shù)檢測模塊的輸出分別連接有效值轉(zhuǎn)換電路模塊的輸入，功率因數(shù)檢測模塊的輸出連接單片機微處理器的輸入；有效值轉(zhuǎn)換電路模塊的輸出連接V/F轉(zhuǎn)換電路的輸入，V/F轉(zhuǎn)換電路的輸出連接單片機微處理器的輸入，單片機微處理器分別外接多路轉(zhuǎn)換模塊、存儲器、鍵盤與顯示模塊和以太網(wǎng)接口模塊；功率因數(shù)檢測模塊具有零比較器、譯碼電路和積分電路，V/F轉(zhuǎn)換電路具有V/F轉(zhuǎn)換器，V/F轉(zhuǎn)換器連接一個積分器；實現(xiàn)以太網(wǎng)通信，通過硬件元件直接判別功率因素的大小及正負。
文檔編號G01R19/00GK201926693SQ201020625498
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者徐守坤, 朱正偉, 蔣建明, 馬正華 申請人:常州大學