專利名稱：一種實現(xiàn)3g監(jiān)控的apf、svg控制裝置的制作方法
—種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力電子控制技術領域，尤其涉及一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置。背景技術：
目前，現(xiàn)代社會對電能的需求量日益增加，同時對電能質量的要求也越來越高。隨著社會的不斷進步和科學技術的飛速發(fā)展，一方面為電力系統(tǒng)的發(fā)展和進步提供了空間和新的技術手段，以此同時，電力系統(tǒng)中非線性和時變性負載的應用也越來越廣泛，給我們的生活和生產(chǎn)帶來更多方便；另一方面也給電網(wǎng)的安全運行帶來許多負面影響，產(chǎn)生了無可避免的問題，諧波和無功問題越來越嚴重。因此，電力系統(tǒng)諧波污染與功率因數(shù)降低、電磁干擾已并列為電力系統(tǒng)的三大公害，電力系統(tǒng)諧波問題解決已經(jīng)受到人們廣泛關注。采用有源電力濾波裝置(APF)、靜止無功發(fā)生裝置(SVG)就近吸收非線性負載所產(chǎn)生的諧波和無功電流，是抑制諧波和無功污染的有效措施。由于APF、SVG是掛網(wǎng)運行的電氣設備，其運行狀況不僅決定諧波治理及無功補償?shù)男Ч谊P系整個電網(wǎng)的運行安全，因此必須對其進行有效的監(jiān)控和保護。同時，電力系統(tǒng)中各重要節(jié)點的電壓、電流、功率、用電量等都對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著關鍵作用，所以要對電網(wǎng)的各種運行參數(shù)進行實時監(jiān)控，并根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)的運行質量，預防因供電質量引起的用電設 備故障。但是，現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)均采取現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)的有線連接方式，或采用GPRS方式通訊，這些方式有現(xiàn)場接線復雜、通訊速率低等缺點，GPRS屬于第二代通訊技術，傳輸速率相對比較慢，傳輸大量數(shù)據(jù)能力受到一定限制。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種采用3G通信技術實現(xiàn)對APF、SVG的實時監(jiān)控和管理，數(shù)據(jù)上傳速率高，監(jiān)控和管理效率快、可靠，安裝方便、靈活性強，且功能強大，處理能力強，安全性、保護性、工作效率高的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制
>J-U裝直。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術問題所采用的技術方案為:
一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，包括有:
一用于負責APF、SVG裝置的AD控制、算法計算、指令輸出控制的CPU主控電路；
一用于負責實時采集監(jiān)控APF、SVG裝置狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、判斷裝置工作是否正常并將數(shù)據(jù)發(fā)送至3G射頻模塊的CPU監(jiān)控電路；
一用于采集系統(tǒng)、負載、裝置本身的電壓電流模擬量并將其轉化為數(shù)字量的模數(shù)轉換電路；
一用于采集接收APF、SVG裝置實時狀態(tài)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)經(jīng)3G網(wǎng)絡發(fā)送到主站系統(tǒng)的3G射頻模塊；
一用于對所述CPU監(jiān)控電路和3G射頻模塊之間的信號進行電平轉換并隔離其之間的電源系統(tǒng)的電平轉換隔離電路；
一用于插入SIM卡的SIM卡接口電路；
以及一用于對各組成部件提供工作電源的電源管理電路；而且，所述模數(shù)轉換電路、CPU主控電路、CPU監(jiān)控電路、電平轉換隔離電路、3G射頻模塊和SIM卡接口電路依次導通連接，所述電源管理電路與各組成部件電性連接。進一步地，所述CPU主控電路主要由核心芯片、FPGA芯片、光耦開路模組、RS485轉換電路、RS485轉換接口組成；所述核心芯片和光耦開路模組均與所述FPGA芯片導通連接；所述RS485轉換芯片和RS485轉換接口相互導通連接，且所述RS485轉換芯片與所述核心芯片導通連接。進一步地，所述CPU監(jiān)控電路主要由實時監(jiān)測芯片組成，所述實時監(jiān)測芯片與所述CPU主控電路的FPGA芯片導通連接。進一步地，所述光耦開路模組由16路光耦開路組成。進一步地，所述核心芯片和實時監(jiān)測芯片均為TMS320F28335芯片。進一步地，所述模數(shù)轉換電路主要由兩塊AD轉換芯片和12路調理電路組成，所述12路調理電路一端與所述兩塊AD轉換芯片導通連接，所述AD轉換芯片另一端與所述FPGA芯片導通連接。進一步地，所述兩塊AD轉換芯片均為AD7658轉換芯片。進一步地，所述電平轉換隔離電路主要由電平轉換芯片、接口轉換芯片和隔離電路組成；所述電平轉換芯片的兩端分別與所述CPU監(jiān)控電路和接口轉換芯片導通連接，且所述導隔離電路與所述CPU監(jiān)控電路 導通連接。進一步地，所述隔離電路由兩組TLP521隔離電路組成，兩組所述TLP521隔離電路均導通連接在所述CPU監(jiān)控電路上。進一步地，所述電平轉換芯片和接口轉換芯片分別為MAX3232芯片和FT232RL芯片。本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明上述技術方案，即可實現(xiàn)對APF、SVG的實時監(jiān)控和管理，而且采用3G通信技術傳輸其數(shù)據(jù)到主站系統(tǒng)，大大提高了數(shù)據(jù)的上傳速率，對APF、SVG的實時監(jiān)控和管理效率更快、更好，同時增強了監(jiān)控通信的可靠性，且安裝方便、靈活性強，并且采用該結構的CPU主控電路和CPU監(jiān)控電路功能更強大，處理能力更強，安全性、保護性、工作效率更高；另外，利用了電平轉換隔離電路對CPU監(jiān)控電路與3G射頻模塊之間的信號進行電平轉換和隔離其之間的電源系統(tǒng)，有效防止了兩端的電源相互影響。

圖1是本發(fā)明所述一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置實施例的結構原理示意框圖；圖2是本發(fā)明所述一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置實施例中CPU主控電路、CPU監(jiān)控電路、電平轉換隔離電路和電源管理電路的電路 圖3是本發(fā)明所述一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置實施例中模數(shù)轉換電路的電路 圖4是本發(fā)明所述一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置實現(xiàn)施中3G射頻模塊和SM卡接口電路的電路圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1至圖4中所示:
本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，包括有CPU主控電路1、CPU監(jiān)控電路2、模數(shù)轉換電路3、3G射頻模塊4、電平轉換隔離電路5、SIM卡接口電路6和電源管理電路7。其中，所述CPU主控電路I主要用于負責APF、SVG裝置的AD控制、算法計算、指令輸出控制；所述CPU監(jiān)控電路2主要用于負責實時采集監(jiān)控APF、SVG裝置狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、判斷裝置工作是否正常并將數(shù)據(jù)發(fā)送至3G射頻模塊；所述模數(shù)轉換電路3主要用于采集系統(tǒng)、負載、裝置本身的電壓電流模擬量并將其轉化為數(shù)字量；所述3G射頻模塊4主要用于采集接收APF、SVG裝置實時狀態(tài)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)經(jīng)3G網(wǎng)絡發(fā)送到主站系統(tǒng)；所述電平轉換隔離電路5主要用于對CPU監(jiān)控電路2和3G射頻模塊4之間的信號進行電平轉換并隔離其之間的電源系統(tǒng)；所述SIM卡接口電路6主要用于插入SIM卡；所述電源管理電路7主要用于對各組成部件提供工作電源；而且所述模數(shù)轉換電路3、CPU主控電路1、CPU監(jiān)控電路2、電平轉換隔離電路5、3G射頻模塊4和SM卡接口電路6依次導通連接，所述電源管理電路7與各組成部件電性連接。具體結構可以為:
如圖2至圖4，所述CPU主控電路I主要由核心芯片11、FPGA芯片12、光耦開路模組13、RS485轉換芯片14、RS485轉換接口 15組成；所述核心芯片11和光耦開路模組13均與FPGA芯片12導通連接；所述RS485轉換芯片14和RS485轉換接口 15相互導通連接，且RS485轉換芯片14與核心芯片11導通連接；所述核心芯片11為TMS320F28335芯片，光耦開路模組13由16路光耦開路組成，并且所述RS485轉換芯片14由RSM3485CHT電源模塊組成，其一端與核心芯片11電性連接，另一端通過RS485轉換接口 15與上位機(圖中未表示出來)導通連接，即可完成人機交換數(shù)據(jù)。所述CPU監(jiān)控電路2主要由實時監(jiān)測芯片21組成，所述實時監(jiān)測芯片21為TMS320F28335芯片，與CPU主控電路I的FPGA芯片12導通連接。所述模數(shù)轉換電路3主要由兩塊AD轉換芯片31和12路調理電路32組成，所述兩塊AD轉換芯片31均為AD7658轉換芯片，所述12路調理電路32 —端與兩塊AD轉換芯片31導通連接，AD轉換芯片31另一端與FPGA芯片12 (即AD_D1 AD_D12總線連接引腳)導通連接。所述電平轉換隔離電路5主要由電平轉換芯片51、接口轉換芯片52和隔離電路53組成；所述電平轉換芯片51的兩端分別與CPU監(jiān)控電路2 (即實時監(jiān)測芯片21)和接口轉換芯片52導通連接，且電平轉換芯片51和接口轉換芯片52分別為MAX3232芯片和FT232RL芯片；所述導隔離電路53由兩組TLP521隔離電路組成，兩組TLP521隔離電路均導通連接在所述CPU監(jiān)控電路2 (即實時監(jiān)測芯片21)上。本發(fā)明所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置的工作原理為:首先，模數(shù)轉換電路3采集系統(tǒng)、負載、裝置本身的電壓電流模擬量并將其轉化為數(shù)字量，并傳輸給CPU主控電路I ;然后，CPU主控電路I的FPGA芯片12接受、存儲模數(shù)轉換電路3傳輸過來的電壓電流數(shù)字量，同時FPGA芯片12也接受經(jīng)光耦開路模組13傳輸過來的開關量數(shù)據(jù)，并一并與電壓電流數(shù)字量傳輸至核心芯片11進行分析計算；接著，核心芯片11對該開出量數(shù)據(jù)和電壓電流數(shù)字量進行分析計算，產(chǎn)生相應PWM控制信號，并回傳至FPGA芯片12 ;最后，F(xiàn)PGA芯片12將該PWM控制信號傳輸給外部APF、SVG裝置，以控制外部APF、SVG裝置正常工作。與此同時，CPU監(jiān)控電路2也實時監(jiān)控CPU主控電路I工作狀態(tài)，實時判斷CPU主控電路I工作是否正常，同時監(jiān)測外部APF、SVG裝置裝置過熱保護信號、IGBT故障保護信號，并將以上信息經(jīng)電平轉換隔離電路5傳輸至3G射頻模塊4，最后3G射頻模塊4與用于插入SM卡的SM卡接口電路6連接3G網(wǎng)絡，通過3G網(wǎng)絡交換CPU監(jiān)控電路2與主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。這樣，本發(fā)明所述控制器即可實現(xiàn)對APF、SVG的實時監(jiān)控和管理，而且采用3G通信技術傳輸其數(shù)據(jù)到主站系統(tǒng)，大大提高了數(shù)據(jù)的上傳速率，對APF、SVG的實時監(jiān)控和管理效率更快、更好，同時增強了監(jiān)控通信的可靠性，且安裝方便、靈活性強，并且采用該結構的CPU主控電路I和CPU監(jiān)控電路2功能更強大，處理能力更強，安全性、保護性、工作效率更高；另外，利用了電平轉換隔離電路5對CPU監(jiān)控電路與3G射頻模塊之間的信號進行電平轉換和隔離其之間的電源系統(tǒng)，有效防止了兩端的電源相互影響。以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選技術方案對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，包括有: 一用于負責APF、SVG裝置的AD控制、算法計算、指令輸出控制的CPU主控電路(I)； 一用于負責實時采集監(jiān)控APF、SVG裝置狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、判斷裝置工作是否正常并將數(shù)據(jù)發(fā)送至3G射頻模塊的CPU監(jiān)控電路(2); 一用于采集系統(tǒng)、負載、裝置本身的電壓電流模擬量并將其轉化為數(shù)字量的模數(shù)轉換電路(3)； 一用于采集接收APF、SVG裝置實時狀態(tài)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)經(jīng)3G網(wǎng)絡發(fā)送到主站系統(tǒng)的3G射頻模塊(4)； 一用于對所述CPU監(jiān)控電路(2)和3G射頻模塊(4)之間的信號進行電平轉換并隔離其之間的電源系統(tǒng)的電平轉換隔離電路(5)； 一用于插入SM卡 的SM卡接口電路(6)； 以及一用于對各組成部件提供工作電源的電源管理電路(7 ); 而且，所述模數(shù)轉換電路(3 )、CPU主控電路(I)、CPU監(jiān)控電路(2 )、電平轉換隔離電路(5)、3G射頻模塊(4)和SM卡接口電路(6)依次導通連接，所述電源管理電路(7)與各組成部件電性連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述CPU主控電路(I)主要由核心芯片(11)、FPGA芯片(12)、光耦開路模組(13)、RS485轉換芯片(14)、RS485轉換接口(15)組成；所述核心芯片(11)和光耦開路模組(13)均與所述FPGA芯片(12)導通連接；所述RS485轉換芯片(14)和RS485轉換接口( 15)相互導通連接，且所述RS485轉換芯片(14)與所述核心芯片(11)導通連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述CPU監(jiān)控電路(2)主要由實時監(jiān)測芯片(21)組成，所述實時監(jiān)測芯片(21)與所述CPU主控電路Cl)的FPGA芯片(12)導通連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述光耦開路模組(13)由16路光耦開路組成。
5.根據(jù)權利要求4所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述核心芯片(11)和實時監(jiān)測芯片(21)均為TMS320F28335芯片。
6.根據(jù)權利要求2至5中任何一項所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述模數(shù)轉換電路(3)主要由兩塊AD轉換芯片(31)和12路調理電路(32)組成，所述12路調理電路(32) —端與所述兩塊AD轉換芯片(31)導通連接，所述AD轉換芯片(31)另一端與所述FPGA芯片(12)導通連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述兩塊AD轉換芯片(31)均為AD7658轉換芯片。
8.根據(jù)權利要求1至5中任何一項所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述電平轉換隔離電路(5)主要由電平轉換芯片(51)、接口轉換芯片(52)和隔離電路(53)組成；所述電平轉換芯片(51)的兩端分別與所述CPU監(jiān)控電路(2)和接口轉換芯片(52)導通連接，且所述導隔離電路(53)與所述CPU監(jiān)控電路(2)導通連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述隔離電路(53)由兩組TLP521隔離電路組成，兩組所述TLP521隔離電路均導通連接在所述CPU監(jiān)控電路(2)上。
10.根據(jù)權利要求8所述的實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，其特征在于，所述電平轉換芯片(51)和接口轉 換芯片(52)分別為MAX3232芯片和FT232RL芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)3G監(jiān)控的APF、SVG控制裝置，包括有CPU主控電路、CPU監(jiān)控電路、模數(shù)轉換電路、3G射頻模塊、電平轉換隔離電路、SIM卡接口電路和電源管理電路，所述模數(shù)轉換電路、CPU主控電路、CPU監(jiān)控電路、電平轉換隔離電路、3G射頻模塊和SIM卡接口電路依次導通連接，所述電源管理電路與各組成部件電性連接。這樣，即可實現(xiàn)對APF、SVG的實時監(jiān)控和管理，而且采用3G通信技術傳輸其數(shù)據(jù)到主站系統(tǒng)，大大提高了數(shù)據(jù)的上傳速率，對APF、SVG的實時監(jiān)控和管理效率更快、更好，同時增強了監(jiān)控通信的可靠性，且安裝方便、靈活性強。
文檔編號H02J13/00GK103178619SQ20131013537
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權日2013年4月18日
發(fā)明者蘇春苑, 陳峻嶺, 羅云波, 向增, 韋延清 申請人:珠海萬力達電氣股份有限公司