فو يونيو، تو يونغ جيون، لى بنغ

(تشنجيانغ، شرق الصين للطاقة الكهربائية مصنع للمعدات المحدودة، تشنجيانغ بمقاطعة جيانغسو 212004)

: يصف طريقة تصميم لحماية ومراقبة الجهاز نظام الطاقة قياس المعلمة. تصميم يستخدم LPC1788، ATT7022، AD7606 جهاز النواة، ATT7022 المسؤولين عن وسائل المعلمات الطاقة لحساب دقيق، LPC1788 حساب سريع وAD7606 مسؤولة عن المعلمات الكهربائية للجهاز الحماية، وبرنامج مراقبة حماية قيد التشغيل أثناء المعلمة القراءة الطاقة ATT7022 تحسب النتائج.

: مراقبة الدقيقة، قياس الطاقة، LPC1788، ATT7022، AD7606

: كود TP273 الوثيقة: ADOI: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2017.08.010

شكل إشارة : فو يونيو، الجناح الطلاء، والكهربائية تصميم نظام القياس لي في حماية ومراقبة وسائل [J] ITS APPLICATIONS، 2017،36 (8): 28-30.

0 مقدمة

حماية ومراقبة وسائل ومجموعة من القياسات نظام الطاقة الكهربائية الكمية، اقتناء التكنولوجيا الرقمية والحماية والتحكم، وظائف التنبيه والاتصالات في واحدة، وتستخدم على نطاق واسع في محطات توليد الكهرباء والمحطات الفرعية والصلب وشركات البتروكيماويات والسيطرة الكهربائية الأخرى وحماية الفحم نظام الجهاز [1]. مقارنة مع الأجهزة الواقية التقليدية، تحتاج أجهزة الحماية لزيادة وظيفة قياس المعلمة السلطة، بما في ذلك الطاقة النشطة، قوة رد الفعل، والطاقة واضحة، والطاقة الفعالة والطاقة على رد الفعل، عامل قوة، المرحلة التوافقية. هذا وسوف تزيد كثيرا من عبء الحسابية على رقاقة وحدة المعالجة المركزية الرئيسي، وسرعة حساب حماية تؤثر المعلمات الكهربائية الأخرى، مما يؤثر على عملية حماية سرعة الاستجابة. في نفس الوقت، وقياس عالية الدقة من المتطلبات الوظيفية، بسبب رقاقة / D أخذ العينات دقة، المعلمات الكهربائية تؤدي إلى نتيجة وتحسب على أساس وحدة المعالجة المركزية من الصعب تلبية متطلبات دقة القياس، مثل استخدام أكثر دقة A / D أخذ العينات رقاقة، وإلى حد كبير زيادة تكلفة الأجهزة من الجهاز. وتصف هذه الورقة طريقة جديدة لقياس والتحكم في الجهاز من تصميم نظام القياس، وإدخال متر الطاقة التي تستخدم عادة في رقاقة الطاقة ATT7022 حماية ومراقبة تطوير وتصميم الجهاز، تطبيق بنجاح حماية ومراقبة الجهاز وفقا لالحاضر المتقدمة.

1 تصميم أجهزة النظام

هذا الجزء من جهاز قياس الأجهزة المصممة لLPC1788 ARM 32 بت متحكم، قياس الطاقة وATT7022EU رقاقة A / D تحويل AD7606 رقاقة باعتبارها جوهر، ATTTO22 المسؤولين عن وسائل حساب بحساب نتيجة الحساب في المعلمات المتعلقة بالطاقة التي تنتقل عن طريق LPC1788 SPI حافلة، A / بعد D7606 مسؤولة عن التناظرية / تحويل الرقمي، وقراءة LPC1788 A / D نتائج التحويل حافلة موازية، وحماية المعلمات الكهربائية حساب سريع، وتطبق على عملية احتساب نتيجة التوقف.

1،132 ARM رقاقة LPC1788 متحكم

ويتم إنتاج NXP LPC1788 بواسطة ARM 32 بت الأساسية متحكم CortexM3 [2]، يركض بسرعة تصل إلى 120 ميغاهيرتز، محتويات رقاقة فلاش 512 KB، 96 KB على رقاقة SRAM، 5 المنافذ التسلسلية، ثلاثة SPI، ميناء CAN 2 وهي ميناء MAC، 8-قناة 12 بت ADC، 4 توقيت المشتركة، وأدنى مستوى له في السلطة RTC، هيئة رقابية داخلية، وحدة تحكم الذاكرة الخارجية 8/16/32 بت يمكن دعم خارجي يتم توصيل ذاكرة ثابتة وذاكرة ديناميكية، وتوفير ما يصل إلى LQFP 208 دبوس 165 للأغراض العامة I / O ميناء، هو عبارة عن شريحة متكاملة للغاية السيطرة MCU، واجهات الطرفية الغنية، وسرعة عالية والتداخل الكهرومغناطيسي القوي القدرة يجعلها مناسبة جدا لحماية تحكم سيد رقاقة الحواسيب الصغيرة، ويمكن تبسيط كبير في تعقيد تصميم أجهزة النظام.

1.2 قياس الطاقة رقاقة ATT7022EU

ATT7022EU هو تنوعا قياس عالية الدقة من ثلاث مراحل السلطة شريحة مخصصة [3]، على ثلاث مراحل أربع أسلاك أو ثلاثة أسلاك ثلاث مراحل نظام الطاقة الكهربائية قياس الأسلاك، الداخلية المتكاملة سبعة الدرجة الثانية في ADC 19 بدقة عالية، والحد الأقصى 0.2 لتلبية الفاعلة والمتفاعلة في مرحلة السلطة 1 والجهد ودقة القياس الحالي بنسبة 0.2، قوة يحسب المعلمات موجة الأساسية أو موجة كاملة، وبعد انقطاع تسلسل المرحلة تحديد وظيفة، يمكن أن تلبي تماما مراقبة الحماية وجهاز تحكم متطلبات الطاقة حدودي، في حين رقائق مع واجهة الاتصالات التسلسلية SPI، يمكن التواصل بسهولة مع رقاقة MCU أو DSP.

معين تصميم الدوائر هو مبين في الشكل (1).

من المحول إلى الكشف الحالي، بعد تحويل إشارة الجهد وتحويلها إلى الدوائر التناظرية 100 ~ 500 إشارة بالسيارات AC بعيدا ATT7022 رقاقة حساب المعلمة السلطة الحقيقية، عن كل 500 مللي LPC1788 من خلال SPI الناقل التسلسلي قراءة مرة واحدة قياس الطاقة ونتيجة لذلك، وعرض LCD وإرسالها إلى وتخزينها في الذاكرة غير المتقلبة، وكذلك بلاغ نتيجة حساب السلطة لتمرير حتى عن بعد نظام الرصد.

1.3A / D رقاقة تحويل AD7606

على الرغم من أن ATT7022 رقاقة يتضمن وظيفة حساب المعلمات الكهربائية من الحالي، والجهد، والتردد، وما شابه ذلك، ولكن سرعة حساب بطيء، من الصعب متطلبات سرعة ميلي ثانية واحدة حساب قاء التوقف، وبالتالي، وحماية المعلمات الكهربائية الحوسبة وظيفة المستخدمة في البرنامج يتم الانتهاء من MCU أنفسهم . وعلى الرغم من LPC17888 يأتي ADC 12، ولكن عدد من القنوات ودقة أخذ العينات وسائل أخذ العينات يصعب تحقيق متطلبات الدقة، ويختار نظام 16 بت الدقة متزامن A / تحويل D رقاقة AD7606، الذي يتميز من خلال وجود ثماني عينات لكل رقاقة القنوات، كل قناة من مجموعة مدخلات تناظرية ل 15 V، ومعدل أخذ العينات لمدة تصل إلى 250 كانساس / S، واحد 5 العرض V، ويحمل 2.5 V وحدة الانتاج إشارة، والأسلاك هو بسيط، وجود واجهة البيانات المتوازية واجهة البيانات التسلسلية ، لسهولة اتصال MCU، وحماية ومراقبة المنتجات هو الأكثر استخداما على نطاق واسع / D أخذ العينات رقاقة [4].

يتم تحويل هذا التصميم النظام باستخدام اثنين AD7606 رقاقة A / D التحويل، بعد ما يصل إلى 16 اكتساب المتزامن للإشارات التناظرية، والحالية، والجهد تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارة AC بعيدا AD7606 عينات رقاقة داخل 10V، LPC1788 مسؤولة التهيئة AD7606، توقيت لبدء A / D التحويل، تتم قراءة البيانات تسجيل تخزين موجة بعد التحويل من خلال حافلة موازية، لحساب التيار، الجهد والتردد والمعلمات الأخرى للحماية الكهربائية، وعلى المدى برنامج التحكم المنطقي وظيفة الحماية، ويتم عرض النتائج، التخزين والمناطق النائية. معين تصميم الدوائر هو مبين في الشكل 2.

1.4 تصميم الدائرة تحويل التناظرية

التناظرية وصول المتحولين نظام التيار الكهربائي، محول التيار الكهربائي إلى إشارة AC الجهد المنخفض، ومن ثم عالية الدقة محول خلية SPT204A ستار وإشارة SCT254FK AC إلى إشارة الحالية milliamp، من خلال أخذ عينات المقاوم الجهد تحويلها إلى المطلوب ثم يتم تقسيم إشارة إلى قسمين، واحد ATT7022 إلى الكهربائي حساب المعلمة الطاقة، وأخذ العينات على طول الطريق من خلال مكبر للصوت التشغيلي والثاني من أجل تصفية بعيدا AD7606. تصميم الخطط هو مبين في الشكل (3). في هذه الورقة الدائرة من ثلاث مراحل في الدائرة A-المرحلة كمثال، B، C مع نفس الدائرة العلاج.

UAP المحولات عبر إشارة بعد التحويل، أم النار، وطريقة إدخال التفاضلية، بعد تنعيم مرشح الدائرة، بعيدا ATT7022 حساب المعلمات السلطة، ومبادئ التصميم كما هو مبين في الشكل.

وهناك طريقة أخرى باستخدام مدخل واحد العضوية، يتم تضخيمه إشارة من خلال مكبر للصوت التنفيذية، ومن ثم من خلال الدرجة الثانية النشطة مرشح الدائرة لمرشح من التوافقيات العليا، بعيدا AD7606 A / D التحويل، وتصميم هو مبين في الشكل (5) .. مرحلة الجهد كمثال فقط.

2 تصميم برامج النظام

وينقسم البرنامج النظام باستخدام C لغة البرمجة، واستخدام طريقة تصميم وحدات، برنامج البرمجة KEIL MDK5.11، مضاهاة دعم JTAG محاكاة البرمجيات الميناء، ونظام قياس البرامج في جهاز البرمجة وتقدم مع ATT7022 نتيجة القياس قراءة وتخزين وAD7606 تهيئة، بدء التحويل، A المعنية / D المقاطعة يقرأ حساب المعلمة تحويل وحماية قطع كهربائية وغيرها.

2.1ATT7022 تصميم البرمجيات

بعد برنامج نظام التشغيل، يجب أن تقرأ بشكل صحيح ATT7022 حساب النتائج والطاقة، وأول إجراء معايرة المدى [5]، ويدعم شريحة كاملة معايرة البرمجيات الرقمية، وإعداد الأولي من الشريحة كل تسجيل عن طريق برنامج، اكتمال المعايرة SPI واجهة قراءة السلطة حساب المعلمة، لأن هذا النتائج لقياس الطاقة، التي لا تنطوي على حماية على التوالي، أنها لا تتطلب عالية في الوقت الحقيقي تدفق برنامج الرسم البياني للFIG 6ATT7022، وجهاز تصميم يقرأ ما يقرب من 500 مللي فترات من جهاز توقيت نتائج يستغرق وقتا طويلا وتقوم بتحديث العرض، أي، لتلبية متطلبات القياس، ولكن أيضا يبسط إلى حد كبير من العبء على النظام، وتوفير الوقت العملية. برنامج مخطط هو مبين في الشكل. 6.

2.2AD7606 تصميم البرمجيات

بعد تشغيل النظام، وتهيئة رقاقة AD7606 تتم إعادة تعيين الأولى، ومن ثم تعيين جهاز ضبط الوقت ميلي ثانية واحدة، كل 1 مللي B \ C بداية A / D رقاقة تحويل بواسطة دبابيس رقاقة CONVSTA \، بعد قراءة نتيجة التحويل من قبل LPC1788 تحويل المقاطعة الإخطار و تسجيل موجة، من أجل تلبية متطلبات الحماية من سرعة تشغيل (زمن الاستجابة حماية شرط < 20 مللي ثانية)، يتم تعيين البرنامج إلى 5 مللي ثانية تحسب مرة واحدة كل البيانات أخذ العينات، وحساب المعلمات من الحماية الكهربائية كاملة موجة تحويل فورييه طريقة، ويتم تطبيق نتيجة لبرنامج وقائي تحكم المنطق. برنامج مخطط هو مبين في الشكل (7).

3 الخاتمة

حماية وحدة الرصد في تصميم نظام القياس الكهربائية وتطوير الأساسية، وأدائها تؤثر بشكل مباشر على الأداء العام للجهاز، ضرورية لمتطلبات التصميم لضمان دقة نتائج القياس، ولكن أيضا لضمان المعلمات الكهربائية حماية سريعة قياس، وطريقة تصميم قياس الطاقة وسائل تصميم رقاقة مقدمة التي قياس عالية الدقة اكتمال حساب المعلمات قوة مميزة من التعقيد الحسابي، ولكن أقل يطالبون في الوقت الحقيقي، ولكن التركيز الرئيسي MCU رقاقة على حساب وحماية المعلمات عالية في الوقت الحقيقي يتطلب التوقف لا تخفيف فقط من عبء الشريحة الرئيسية، وتعزيز الأداء في الوقت الحقيقي، ولكن أيضا يبسط التعقيد الحسابي للإجراءات البرمجة، وخفض كبير شفرة البرمجة. في التصميم الفعلي الجهاز والعملية، على حد سواء تصميم الجهاز الحالي لتلبية متطلبات دقة القياس، ولكن أيضا يضمن استجابة سريعة للجهاز وقائي، وحققت نتائج تشغيلية جيدة.

مراجع

. [1] شو تشنغ المحولات الآسيوية وانخفاض شبكة الجهد في الحماية الرقمية [M] بكين: الصين الطاقة والمياه برس، 2004.

. [2] تشانغ يونغ ARM CortexM3 جزءا لا يتجزأ من التنمية والممارسة - يستند LPC1788 وC / OSII [M] بكين: مطبعة جامعة تسينغهوا، 2015.

. [3] وانغ جيان، فرع تشانغ ليو ATT7022E تطبيقات قياس الطاقة رقاقة في العداد الذكي [J] مسح و، 2015،52 (12): 52-55.

[4] إلى وانغ يو طلاء تصميم AD7606 تقوم على حماية البيانات تجهيز [J] ELECTRONIC TECHNOLOGY، 2014،34 (9): 46-49.

تطبيق [5] في تشو لين ATT7022B قياس قوة [J] تقنية التحكم، 2007،26 (1): 9-11.