一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置制造方法
【專利摘要】一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，主要包括智能控制器、與智能控制器相連并受該智能控制器控制的負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、顯示部份、備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、按鍵部份，其特征為：還設(shè)置有多通道通信模塊，所述的多通道通信模塊設(shè)置多個(gè)不同地址及IP并同時(shí)與多個(gè)后臺(tái)通信，多通道通信模塊與控制設(shè)備中的智能控制器相連并受該智能控制器控制。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)電力測(cè)控管理成本增加及數(shù)據(jù)的共享容易出現(xiàn)問(wèn)題的缺點(diǎn)，為電力系統(tǒng)多功能測(cè)控提供了較為完美的技術(shù)方案。
【專利說(shuō)明】一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到電力系統(tǒng)的測(cè)控。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是社會(huì)發(fā)展的主動(dòng)力。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，能源匱乏問(wèn)題日益彰顯。電力作為一種方便優(yōu)質(zhì)的二次能源，為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了諸多便利。支撐電網(wǎng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行，需要各種測(cè)控系統(tǒng)，這些測(cè)控系統(tǒng)現(xiàn)在是分別獨(dú)立運(yùn)行的，并且均要通過(guò)一定的通信手段，與電力系統(tǒng)內(nèi)的相應(yīng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)其管理系統(tǒng)要求的功能。特別在電力系統(tǒng)400伏低壓變壓器側(cè)，一般安裝有二套以上的系統(tǒng)，這樣導(dǎo)致三個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn):一是增加了安裝工作量及成本，每增加一個(gè)系統(tǒng)，就要增加一個(gè)測(cè)量控制裝置，安裝工作及成本的增加是不可避免的；二是不簡(jiǎn)潔，各種接線眾多，導(dǎo)致了安全隱患的增加；三是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)增加，導(dǎo)致管理成本增加及數(shù)據(jù)的共享容易出現(xiàn)問(wèn)題。
[0003]為了克服以上容易出現(xiàn)的問(wèn)題，電力工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到電力系統(tǒng)測(cè)控的技術(shù)人員，一直都努力研究電力系統(tǒng)多功能測(cè)控集成方法，如申請(qǐng)?zhí)枮?00620119072.9，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“綜合電力測(cè)控裝置”的實(shí)用新型申請(qǐng)，公開(kāi)了一種綜合電力測(cè)控裝置，該測(cè)控裝置有以下優(yōu)點(diǎn):體積小巧，機(jī)箱高度為2U，寬度為19英寸，為現(xiàn)有測(cè)控裝置機(jī)箱高度的一半；它可以采集被控現(xiàn)場(chǎng)交流電壓信號(hào)和交流電流信號(hào)以及開(kāi)關(guān)量信號(hào)，計(jì)算有功功率、無(wú)功功率，功能集成度高；該實(shí)用新型還設(shè)有CAN總線通訊接口和485總線通訊接口，可以通過(guò)CAN總線和485總線實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；并通過(guò)超大液晶顯示屏和多個(gè)LED指示燈顯示測(cè)控裝置的工作狀態(tài)和所測(cè)量的參數(shù)。該實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:能夠采集多種信號(hào)，系統(tǒng)集成度高；體積小巧；通訊方式多，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，系統(tǒng)響應(yīng)性能好，可靠性高；人機(jī)交互性能好。但該實(shí)用新型只能采集被控現(xiàn)場(chǎng)交流電壓信號(hào)和交流電流信號(hào)以及開(kāi)關(guān)量信號(hào)，計(jì)算有功功率、無(wú)功功率，系統(tǒng)測(cè)控集成度低。
[0004]如申請(qǐng)?zhí)枮?01110051840.7，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“電網(wǎng)故障點(diǎn)及故障嚴(yán)重程度的確定方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)，公開(kāi)了電力系統(tǒng)測(cè)控【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種電網(wǎng)故障點(diǎn)及故障嚴(yán)重程度的確定方法。包括:在電網(wǎng)中安裝測(cè)量單元；將各測(cè)量單元?jiǎng)澐殖刹煌臏y(cè)量集合；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，各測(cè)量單元分別同時(shí)測(cè)量設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的電壓和電流行波數(shù)據(jù)；在各測(cè)量集合內(nèi)，確定首先到達(dá)的測(cè)量單元；針對(duì)各測(cè)量集合內(nèi)行波波頭首先到達(dá)的測(cè)量單元，確定整個(gè)電網(wǎng)中行波波頭首先到達(dá)的測(cè)量單元，該測(cè)量單元所在的測(cè)量集合即為故障點(diǎn)所在的測(cè)量集合；確定故障點(diǎn)所在的具體位置；計(jì)算第一個(gè)行波擾動(dòng)功率峰值，確定故障的嚴(yán)重程度。該發(fā)明通過(guò)比較電網(wǎng)中不同地點(diǎn)測(cè)量的電壓或電流行波數(shù)據(jù)波形的相似度最大值提取時(shí)差并計(jì)算故障點(diǎn)的位置，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度和可靠性。但該發(fā)明只能測(cè)控電網(wǎng)故障點(diǎn)及故障嚴(yán)重程度，系統(tǒng)測(cè)控集成度很低。
[0005]又如申請(qǐng)?zhí)枮?01110392648.4，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“單CT輸入雙精度采樣測(cè)控保護(hù)一體化裝置”的發(fā)明專利申請(qǐng)，該發(fā)明涉及單CT輸入雙精度采樣測(cè)控保護(hù)一體化裝置，裝置的硬件輸入為保護(hù)CT，保護(hù)CT的電流接入裝置經(jīng)過(guò)裝置內(nèi)部二次CT變換為電流小信號(hào)；然后同時(shí)接入2種不同比例的放大回路，將輸入小信號(hào)電流同時(shí)轉(zhuǎn)換為測(cè)控用小信號(hào)電壓和保護(hù)用小信號(hào)電壓(電流)。實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)CT電流不同的采樣精度，達(dá)到同時(shí)滿足保護(hù)邏輯功能需要的大動(dòng)態(tài)范圍電流測(cè)量需求和電力系統(tǒng)測(cè)控功能的電流高精度采樣需求，使得保護(hù)功能和測(cè)控功能可以共用保護(hù)CT電流，簡(jiǎn)化測(cè)控保護(hù)一體化裝置的外部接線，同時(shí)簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試各個(gè)環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。但該發(fā)明只能采樣測(cè)控保護(hù)，系統(tǒng)測(cè)控集成度也是很低。
[0006]現(xiàn)時(shí)為了支撐電網(wǎng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行，測(cè)控系統(tǒng)可歸結(jié)為幾大系統(tǒng):1.負(fù)荷控制管理系統(tǒng)，使用電力負(fù)荷管理終端完成對(duì)客戶側(cè)實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)、計(jì)量工況和事件等數(shù)據(jù)采集,并及時(shí)向電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主站傳送采集的數(shù)據(jù)和信息，以及能接收和執(zhí)行主站的設(shè)置或控制等命令的設(shè)備，包括安裝在公配變側(cè)的無(wú)控制功能的終端；2.配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，對(duì)配電系統(tǒng)所需參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；3.無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的無(wú)功進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，以利于系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行；4.集中抄表系統(tǒng)，對(duì)變壓器下所接的用戶電表進(jìn)行集中管理；5.安全保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)變壓器相應(yīng)的安全狀態(tài)進(jìn)行管理，如遇盜，油溫過(guò)高，油液位過(guò)低，震動(dòng)等進(jìn)行報(bào)警及視頻信號(hào)上傳等。如果有一種方法將上述的測(cè)控系統(tǒng)能集成一體化使用于電力工程，一定會(huì)得到電力管理部門(mén)的青睞，因?yàn)橐环矫媸枪?jié)約了安裝工作量及成本，每增加一個(gè)系統(tǒng)，則要增加一個(gè)測(cè)量控制裝置，安裝工作及成本的增加是不可避免的；另一方面是接線簡(jiǎn)潔，杜絕了安全隱患的產(chǎn)生；再一方面是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)約，造價(jià)低廉以及數(shù)據(jù)的共享可靠性提高。但是直到目前為止，仍然沒(méi)有這種電力系統(tǒng)多功能測(cè)控集成方法出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，以克服當(dāng)前電力系統(tǒng)實(shí)施測(cè)控功能單一，而要安裝多套以上的系統(tǒng)，又導(dǎo)致安裝工作量及成本增加，各種接線眾多，留下眾多安全隱患，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的增加導(dǎo)致管理成本的增加及數(shù)據(jù)共享容易出現(xiàn)問(wèn)題的缺點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的:一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，主要包括智能控制器、與智能控制器相連并受該智能控制器控制的負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、顯不部份、備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、按鍵部份，其特征為:還設(shè)置有多通道通信模塊，所述的多通道通信模塊設(shè)置多個(gè)不同地址及IP并同時(shí)與多個(gè)后臺(tái)通信，多通道通信模塊與控制設(shè)備中的智能控制器相連并受該智能控制器控制。
[0009]多通道通信模塊的通信方式是GPRS或CDMA或ADSL或其它方式。
[0010]智能控制器為單片機(jī)或DSP。
[0011]智能控制器為高速、大容量、高性能的單片機(jī)或DSP。
[0012]控制設(shè)備主要包括負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、顯示部份、備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、按鍵部份，所述的負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、顯示部份、備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、按鍵部份、多通道通信模塊，上述部件與同一個(gè)智能控制器相連并受該智能控制器控制。
[0013]一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控集成方法，軟件實(shí)現(xiàn)功能增減軟件流程為:1.從系統(tǒng)功能菜單列表進(jìn)入到“負(fù)荷控制管理系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入運(yùn)行負(fù)荷控制管理系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；2.進(jìn)入“配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行配電監(jiān)測(cè)管理功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；3.進(jìn)入“無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；4.進(jìn)入“集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行集中抄表系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；5.進(jìn)入“安全保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行安全保護(hù)系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；6.進(jìn)入“備用系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入運(yùn)行備用系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再返回系統(tǒng)功能菜單列表，否則直接返回系統(tǒng)功能菜單列表。
[0014]一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控集成方法，硬件實(shí)現(xiàn)功能增減流程為:1.從系統(tǒng)功能菜單列表進(jìn)入“負(fù)荷控制管理系統(tǒng)運(yùn)行否？”，是則進(jìn)入接入負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；2.進(jìn)入“配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)運(yùn)行否？”，是則進(jìn)入接入配電監(jiān)測(cè)管理輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；3.進(jìn)入“無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；4.進(jìn)入“集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；5.進(jìn)入“安全保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；6.進(jìn)入“備用系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入結(jié)束，否則直接進(jìn)入結(jié)束。
[0015]智能控制器為高速、大容量、高性能的單片機(jī)或DSP。
[0016]同一個(gè)電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控智能控制器，要使用多通道通信模塊，可以同時(shí)有多個(gè)不同地址及IP，同時(shí)與多個(gè)后臺(tái)通信。這樣，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制器根據(jù)不同的功能對(duì)應(yīng)不同的后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多后臺(tái)運(yùn)行，解決一個(gè)后臺(tái)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)控制器問(wèn)題。
[0017]采用以上措施的本發(fā)明，克服了當(dāng)前電力系統(tǒng)實(shí)施測(cè)控功能單一，而要實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)測(cè)控則要安裝多套以上的系統(tǒng)，又導(dǎo)致安裝工作量及成本的增加、各種接線眾多使安全隱患易于發(fā)生、一套數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)終端的缺點(diǎn)，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)電力測(cè)控管理成本增加及數(shù)據(jù)的共享容易出現(xiàn)問(wèn)題的缺點(diǎn)，為電力系統(tǒng)多功能測(cè)控提供了較為完美的技術(shù)方案。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖1是本發(fā)明的硬件裝置結(jié)構(gòu)方框圖；
附圖2是本發(fā)明的軟件實(shí)現(xiàn)功能增減軟件流程圖；
附圖3是本發(fā)明的硬件實(shí)現(xiàn)功能增減流程圖；附圖4、附圖5、附圖6、附圖7、附圖8、附圖9和附圖10是本發(fā)明實(shí)施例的電路圖。
[0019]下面再結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明是用一個(gè)大容量高速多功能的智能控制器，主要由單片機(jī)或DSP加其它大容量的存貯芯片組成，將電力系統(tǒng)測(cè)控的負(fù)荷控制管理系統(tǒng)、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)、集中抄表系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)的功能硬件上進(jìn)行優(yōu)化，以便于集成，再將全部功能集成在一起，進(jìn)行統(tǒng)一管理，也可根據(jù)實(shí)際情況，用軟件進(jìn)行系統(tǒng)的裁剪，這樣可減少系統(tǒng)管理的成本，安裝更加簡(jiǎn)潔，硬件的成本更加減少，并且以后系統(tǒng)需要增加新的功能，相應(yīng)功能軟件增加，硬件上只需要增加相應(yīng)的輸入輸出外圍電路，與控制器聯(lián)接在一起即可。
[0021]附圖1給出了本發(fā)明的硬件裝置結(jié)構(gòu)方框圖。參考附圖1。本發(fā)明的硬件裝置主要有負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、顯示部份、備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、按鍵部份。本發(fā)明的負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、顯示部份、備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、按鍵部份均與同一個(gè)智能控制器相連并受該智能控制器控制。
[0022]附圖2給出了本發(fā)明的軟件實(shí)現(xiàn)功能增減的軟件流程圖。參考附圖1。軟件實(shí)現(xiàn)功能增減軟件流程為:1.從系統(tǒng)功能菜單列表進(jìn)入到“負(fù)荷控制管理系統(tǒng)運(yùn)行否？”，是則進(jìn)入運(yùn)行負(fù)荷控制管理系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；2.進(jìn)入“配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行配電監(jiān)測(cè)管理功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；3.進(jìn)入“無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；
4.進(jìn)入“集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行集中抄表系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；5.進(jìn)入“安全保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行安全保護(hù)系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；6.進(jìn)入“備用系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入運(yùn)行備用系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再返回系統(tǒng)功能菜單列表，否則直接返回系統(tǒng)功能菜單列表。
[0023]根據(jù)以上的軟件實(shí)現(xiàn)功能增減的軟件流程圖，即可編出軟件實(shí)現(xiàn)功能增減的軟件源程序。
[0024]附圖3是本發(fā)明的硬件實(shí)現(xiàn)功能增減的軟件流程圖，參考附圖3。硬件實(shí)現(xiàn)功能增減軟件流程為:1.從系統(tǒng)功能菜單列表進(jìn)入“負(fù)荷控制管理系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；2.進(jìn)入“配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)運(yùn)行否？”，是則進(jìn)入接入配電監(jiān)測(cè)管理輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；3.進(jìn)入“無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；4.進(jìn)入“集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；5.進(jìn)入“安全保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；6.進(jìn)入“備用系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，
再進(jìn)入結(jié)束，否則直接進(jìn)入結(jié)束。
[0025]根據(jù)以上的硬件實(shí)現(xiàn)功能增減的軟件流程圖，好即可編出硬件實(shí)現(xiàn)功能增減的軟件源程序。
[0026]附圖4、附圖5、附圖6、附圖7、附圖8、附圖9和附圖10給出了本發(fā)明實(shí)施例的電
氣原理圖。
[0027]實(shí)施例共集成了五個(gè)系統(tǒng)，分別是負(fù)荷控制管理系統(tǒng)、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)、集中抄表系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)，此五個(gè)系統(tǒng)分別有不同的地址及IP，可以同時(shí)與五個(gè)不同的后臺(tái)通信。
[0028]本實(shí)施例使用的主控制單片機(jī)為意法半導(dǎo)體的STM32F103ZE，是32位基于ARM核心的帶512K字節(jié)閃存的微控制器，USB、CAN、11個(gè)定時(shí)器、3個(gè)ADC、13個(gè)通信接口 ；大容量的FLASH芯片為NAND512W3A，F(xiàn)RAM為FM28V100，此三芯片容量及性能能滿足集成系統(tǒng)的要求。
[0029]其中各子系統(tǒng)所用硬件輸入輸出外圍硬件如下:
1.負(fù)荷控制管理系統(tǒng)。
[0030]a)檢測(cè)系統(tǒng)。使用I個(gè)計(jì)量芯片，檢測(cè)三相四線中三相電壓，三相電流，三相功率因數(shù)，三相有功功率，三相無(wú)功功率等，帶有功無(wú)功校對(duì)功率脈沖輸出，可直接校表。
[0031]b)繼電器控制輸出。4個(gè)開(kāi)/合雙位置控制繼電器輸出，最多可控4路開(kāi)關(guān)。
[0032]c)狀態(tài)輸入。4個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)位，用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)開(kāi)閉狀態(tài)；一個(gè)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)位，用于檢測(cè)控制器門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)；2個(gè)脈沖輸入，與脈沖電能表相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的脈沖參數(shù)配合；1路預(yù)留，用于檢測(cè)擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)功能用。
[0033]d)按鍵。使用5個(gè)按鍵，分別是確認(rèn)(RETUR)，+(UP)，-(DOWN)，左(LEFT)，右(RIGHT)，此5個(gè)鍵的配合使用，完成所有系統(tǒng)的按鍵功能。
[0034]e)顯示，用192X64點(diǎn)陣LCD，顯示所有系統(tǒng)所需信息。
[0035]f)通信接 口。
[0036]I個(gè)GPRS或CDMA多通道通信模塊，用于控制器與后臺(tái)的遠(yuǎn)程通信；1個(gè)短距離無(wú)線通信，用于短距離通信管理，可與PDA或其它短距離無(wú)線通信模塊通信，實(shí)現(xiàn)所需功能；1個(gè)RS-485串行接口，用于對(duì)多功能表的管理；1個(gè)RS-485串行接口，用于其它表計(jì)對(duì)本控制器數(shù)據(jù)的讀取。
[0037]2.配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)；
a)繼電器控制輸出。8路IPDT繼電器接點(diǎn)輸出信號(hào)，最多可控8路開(kāi)關(guān)。
[0038]c)狀態(tài)輸入。8路狀態(tài)量信號(hào)輸入，用于檢測(cè)8個(gè)狀態(tài)。
[0039]d)提供I路狀態(tài)量輔助電源輸出，電壓為DC12V土 10%，輸出電流不小于100mA。
[0040]3.無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)；
考慮到集成系統(tǒng)的端子用得較多，不采用輸出直接電平控制開(kāi)關(guān)投切的形式，而用I路RS-485串行口控制，使用MODBUS總線控制電容投切開(kāi)關(guān)的控制，因用總線控制，控制開(kāi)關(guān)的總數(shù)得到了擴(kuò)充，最多可控32個(gè)開(kāi)關(guān)。
[0041]4.集中抄表系統(tǒng)；
a)載波表抄表。[0042]使用載波模塊直接通過(guò)電源線載波管理帶載波功能表計(jì)；
b)RS-485總線表抄表，用RS-485總線直接管理帶485總線的表計(jì)；
c)級(jí)聯(lián)功能。通過(guò)I個(gè)485接口，實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)功能。
[0043]5.安全保護(hù)系統(tǒng)。
[0044]與負(fù)荷控制管理系統(tǒng)的短距離無(wú)線通信模塊共用，安全保護(hù)系統(tǒng)中的各保護(hù)功能模塊通過(guò)短距離無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
[0045]下面結(jié)合實(shí)施例，具體說(shuō)明各器件的功能。
[0046]—、控制用相關(guān)芯片。
[0047]參考附圖4、附圖5、附圖6，本實(shí)施例使用的主控制單片機(jī)為意法半導(dǎo)體的STM32F103ZE,大容量的FLASH芯片為NAND512W3A，容量達(dá)64M字節(jié)，并可隨意擴(kuò)展，SRAM使用FRAM (鐵電體)為FM28V100，容量為128K字節(jié)，用作一天數(shù)據(jù)緩沖存貯，此三芯片容量及性能可滿足集成系統(tǒng)的要求。
[0048]附圖5中的集成電路U4為監(jiān)控/復(fù)位芯片，型號(hào)為MP708SESA，用于電源管理，防止數(shù)據(jù)破壞。集成電路U5、集成電路U6、集成電路U7、集成電路U8為RS232串行口變換為RS-485通信方式用。
[0049]附圖6中的集成電路U3為二串行口擴(kuò)展芯片，與單片機(jī)用SPI總線方
式相連，此芯片除了二串行口擴(kuò)展功能外，還帶有一個(gè)8位狀態(tài)輸入，本實(shí)施例將此8個(gè)狀態(tài)輸入作配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的8個(gè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0050]二、串行口安排(參考附圖4、附圖5及附圖10)
RS232串行口 1，用于短距離無(wú)線通信，使用標(biāo)識(shí)號(hào)為RXD0，TXD0，直接與短距離無(wú)線通信模塊相聯(lián)；
1.RS232串行口 2，使用標(biāo)識(shí)號(hào)為RxDl，TxDl, DSR, DTR,直接與多通道通信模塊相聯(lián)，多通道通信模塊可以是GPRS或CDMA。
[0051 ] 2.RS-485串行口 3，用于集中抄表或配電監(jiān)測(cè)時(shí)，管理具有485接口的采集器或電表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，使用標(biāo)識(shí)號(hào)為RxD2，TxD2,對(duì)外485標(biāo)識(shí)為AA485，AB485。
[0052]3.RS-485串行口 4，用于級(jí)聯(lián)，作為其它沒(méi)有遠(yuǎn)程通信工具的設(shè)備的上傳通道，使用標(biāo)識(shí)號(hào)為RxD3, TxD3,對(duì)外485標(biāo)識(shí)為BA485, BB485。
[0053]4.RS232串行口 5，使用標(biāo)識(shí)號(hào)為RxD4，TxD4，用于載波通信，直接與載波通信模塊相聯(lián)；在集中抄表時(shí)，管理載波表；
5.RS-485串行口 6，用于無(wú)功補(bǔ)償，控制具有總線通信功能的電容投切開(kāi)關(guān)的投切，這是擴(kuò)展串行口中的第I個(gè)，使用標(biāo)識(shí)號(hào)為RXB2，TXB2,對(duì)外485標(biāo)識(shí)為CA485，CB485。
[0054]6.RS-485串行口 7，用于安全保護(hù)系統(tǒng)，控制具有485總線通信功能的視頻設(shè)備工作，這是擴(kuò)展串行口中的第2個(gè)，使用標(biāo)識(shí)號(hào)為RXA2，TXA2,對(duì)外485標(biāo)識(shí)為DA485，DB485。
[0055]有了 7個(gè)串行口，當(dāng)要增加系統(tǒng)時(shí)，增加的通信功能均可分解、歸類，
安排在此7個(gè)串行口中，不用再增加新的通信硬件。
[0056]三、計(jì)量功能。
[0057]參考附圖8。使用專用計(jì)時(shí)芯片ATT7022E，此芯片能將三相四線供電系統(tǒng)中的三相電壓，三相電流經(jīng)過(guò)電壓、電流互感器輸入，直接計(jì)量電壓值，電流值，有功功率，無(wú)功功率，功率因數(shù)等，與單片機(jī)通信用SPI 總線。
[0058]四、顯示功能.參考附圖8，使用專用192X64點(diǎn)陣模塊YXD-19264顯示全部系統(tǒng)所需顯示功能，模塊與單片機(jī)之間的通信使用并行通信總線。
[0059]五、時(shí)鐘功能。
[0060]參考附圖7，使用專用時(shí)鐘芯片RX-8025TSA，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)時(shí)功能，芯片與單片機(jī)之間的通信使用IIC總線。
[0061]六、負(fù)控系統(tǒng)輸出用繼電器控制功能及狀態(tài)檢測(cè)功能。
[0062]參考附圖7，使用集成電路U2 (ULN2003)及集成電路U4 (74HC273)，四個(gè)單刀雙擲繼電器FHK1-FHK4，實(shí)現(xiàn)負(fù)控繼電器輸出功能。
[0063]參考附圖4、附圖5，單片機(jī)中負(fù)控系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)功能管腳用FHGPIOO-FHGP103檢測(cè)四個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，GP104P及GP106P作脈沖輸入，GP105M作控制器門(mén)接點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)，GP107Y作備用狀態(tài)檢測(cè)。
[0064]七、配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輸出用繼電器控制功能及狀態(tài)檢測(cè)功能。
[0065]參考附圖7，使用集成電路U7 (ULN2003 )及集成電路U3 (74HC273 )、與三極管N2相連的元件、8個(gè)單刀單擲繼電器JCKQ1-FJCKQ8，實(shí)現(xiàn)配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)繼電器輸出功能。
[0066]參考附圖6，集成電路U3 二串行口擴(kuò)展芯片SC16IS752IPW的管腳GP100-GP107檢測(cè)8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，TOCAPO與單片機(jī)相連，用于串行信號(hào)或狀態(tài)改變中斷檢測(cè)。
[0067]八、電源供給。
[0068]參考附圖9，電源輸出3個(gè)直流電壓，一個(gè)為3.3V, 一個(gè)為5.0V, 一個(gè)為12V。
[0069]九、其它功能。
[0070]1.報(bào)警功能。
[0071]參考附圖7，與三極管及喇叭相連的元件，實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警功能，控制管腳為FMQC。
[0072]2.運(yùn)行指示。
[0073]參考附圖7，電阻R7，LED燈二極管D1，共同構(gòu)成正常運(yùn)行指示。
[0074]3.保護(hù)指示。
[0075]參考附圖7，電阻R18，LED燈，二極管D2，共同構(gòu)成保護(hù)動(dòng)作指示。
[0076]4.調(diào)試接口。
[0077]參考附圖6，與Jl相連的元件，共同構(gòu)成ARM調(diào)試接口。
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，主要包括智能控制器、與智能控制器相連并受該智能控制器控制的負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、顯示部份、備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件、按鍵部份，其特征為:還設(shè)置有多通道通信模塊，所述的多通道通信模塊設(shè)置多個(gè)不同地址及IP并同時(shí)與多個(gè)后臺(tái)通信，多通道通信模塊與控制設(shè)備中的智能控制器相連并受該智能控制器控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，其特征為:多通道通信模塊的通信方式是GPRS或CDMA或ADSL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，其特征為:智能控制器為高速、大容量、高性能的單片機(jī)或DSP。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，其特征為:軟件實(shí)現(xiàn)功能增減軟件流程為:從系統(tǒng)功能菜單列表進(jìn)入到“負(fù)荷控制管理系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入運(yùn)行負(fù)荷控制管理系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行配電監(jiān)測(cè)管理功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行集中抄表系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“安全保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則運(yùn)行安全保護(hù)系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“備用系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入運(yùn)行備用系統(tǒng)功能，到置本系統(tǒng)的地址及IP，再返回系統(tǒng)功能菜單列表，否則直接返回系統(tǒng)功能菜單列表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力系統(tǒng)多功能多通道通信測(cè)控裝置，其特征為:硬件實(shí)現(xiàn)功能增減流程為:從系統(tǒng)功能菜單列表進(jìn)入“負(fù)荷控制管理系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入負(fù)荷控制管理系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)運(yùn)行否？”，是則進(jìn)入接入配電監(jiān)測(cè)管理輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入集中抄表系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“安全保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行否？”，是則進(jìn)入接入安全保護(hù)系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；進(jìn)入“備用系統(tǒng)運(yùn)行否？ ”，是則進(jìn)入接入備用系統(tǒng)輸入輸出外圍硬件，再進(jìn)入結(jié)束，否則直接進(jìn)入結(jié)束。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103777592SQ201310530210
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】楊愛(ài)冰, 周陽(yáng), 周宇, 鄭濤, 姚普糧, 傅春盛, 葉華, 吳恒春, 張晟 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)供電局, 貴州天任科技自動(dòng)化有限公司, 北海市深藍(lán)科技發(fā)展有限責(zé)任公司