基于单片机的开关柜智能测控装置设计及应用基于单片机的开关柜智能测控装置设计及应用
开关柜智能测控装置针对电力开关柜的控制要求设计,适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关
柜。该产品已经系列化,集操作、显示于一体,满足多种客户的需求,具有功能齐全、运行可靠、抗干扰性能
优越等特点,应用前景十分广阔。
0 引言引言
开关柜一般有断路器(负荷开关)、隔离刀闸、接地刀闸等一次开关设备。在运行或调试中,监测这些一次开关设备状态
是至关重要的。在传统的开关柜上,一般使用信号灯来指示这些状态的,这样做显示不直观,且接线不方便。开关柜智能
图1 ASD系列开关柜智能测控装置产品示意图
同时集成的高压带电显示、自动
1 硬件设计方法硬件设计方法
1.1 设计平台设计平台
中央处理器采用Freescale公司的第一款基于高度节能型S08核的器件MC9S08AW32高性能单片机,该单片机片上资源丰
富,支持BDM片上调试功能,片内集成看门狗电路,抗干扰能力突出,具有业内最佳的EMC性能。CPU总线频率最高可达
20MHz,最高运行速率可达40MHz。丰富的片上资源:32KB在线
电能计量芯片采用美国ADI公司的高精确度三相电能测量芯片ADE7758。该芯片的测量精度高,功能强大。该IC内嵌高精
度的模数转换器和固定模式的数字处理信号处理器( DSP),具有数字积分、数字滤波、实用电能监测、计量功能。芯片带
有一个SPI串行口、有功电能脉冲输出、无功电能脉冲输出,可用于各种三相系统中有功功率、无功功率、电能、电压电流有
效值的测量以及以数字方式校正系统误差所必须的信号处理电路。
ADE7758为各相提供系统校准功能,包括有效值偏移校准、相位校准、功率校准。
1.2 设计框图设计框图
装置硬件电路设计框图如下,整个系统以MC9S08AW32为核心,按功能可划分为中央处理单元、电源模块、电压电流采
样及运算、
图2 硬件电路设计框图
1.3 部分电路部分电路
1.3.1中央处理单元中央处理单元
中央处理单元电路图如图3所示,CPU对采样信号进行处理计算,根据测量得到的电流、电压、温湿度值与预先设定的各
种保护数值进行对比,由此来判断开关柜的电压电流是否正常、温湿度状况是否正常,若不正常则输出相应的告警信息。外部
扩展了铁电存储器,用于存储一些重要的参数,即使以后升级程序也不会丢失先前的重要数据。
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