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

1、隨著國家經(jīng)濟的發(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，受到越來越高的重視。
　　 目前國內(nèi)根據(jù)相關(guān)的國際標(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)，國內(nèi)的各種電力監(jiān)控儀表也應(yīng)運而生，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，融合時下大多數(shù)產(chǎn)品的特色功能，設(shè)計出了一款安

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)計指標(biāo)。該監(jiān)控儀表能夠?qū)τ秒姮F(xiàn)場的各相電流、各相電壓、功率因數(shù)、有功功率、電能、諧波等參數(shù)進行測量。除此之外，根據(jù)用戶的設(shè)定可以進行報警和保護性操作，并對故障、報警等狀態(tài)信息進行記錄和查詢，為提高故障信息的準(zhǔn)確性，儀表設(shè)計了GPS時鐘同步電路。儀表通過RS485總線組成一個實時的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對故障及報警點迅速

3、定位，實時查詢監(jiān)控線路的運行狀態(tài)，并擴展了1個GPRS接口，可以通過無線網(wǎng)絡(luò)進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸。
　　 根據(jù)儀表的功能要求和設(shè)計指標(biāo)，硬件設(shè)計采用了雙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、定時器等豐富的硬件資源搭建系統(tǒng)平臺，A/D采樣選用專用的16位A/D轉(zhuǎn)換器ADS8556。從機芯片選用8位微控制器P89LPC930在RS485總線上實現(xiàn)

4、了Modbus協(xié)議和GPRS遠程通信。系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計按照模塊化進行，主要包括信號處理、數(shù)據(jù)存儲管理、GPS同步定時、人機交互、報警保護、通信等模塊。硬件設(shè)計主要圍繞系統(tǒng)核心嵌入式微控制器進行，根據(jù)系統(tǒng)功能要求，選取相關(guān)芯片，設(shè)計各部分功能電路。軟件設(shè)計利用微控制器強大的中斷管理機制進行多任務(wù)處理，實現(xiàn)了對各功能模塊軟件任務(wù)的有序調(diào)度。
　　 GPS模塊的引入，提高了儀表對于SOE事件的記錄準(zhǔn)確性。本文簡要闡述了GPS定時原理，