單片機嵌入式系統在運程電網(wǎng)監測系統中的應用

        介紹應用UBICOM公司的SX52BD單片機構建用于遠程電網(wǎng)監測的嵌入式系統的具體方案，使基于單片機的測控設備可以方便地連接到以太網(wǎng)，實(shí)行電網(wǎng)參數的遠程網(wǎng)絡(luò )監控。

　　為了保證電網(wǎng)的安全運行，了解電網(wǎng)運行狀況，需要對電網(wǎng)的各種運行參數(如三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率等)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。嵌入式遠程電網(wǎng)監測系統將現代計算機、通信、網(wǎng)絡(luò )及自動(dòng)化技術(shù)融為一體，對配電網(wǎng)進(jìn)行遠程監測、協(xié)調和控制，從而優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò )。利用以太網(wǎng)的豐富資源及UBICOM公司高速單片機SX52BD構建分布式以太網(wǎng)嵌入測控系統是一種低成本、高可靠且快捷的技術(shù)方案。

　　1 系統結構

　　系統結構如圖1所示。監控中心工作人員可通過(guò)以太網(wǎng)直接訪(fǎng)問(wèn)分布在各監控現場(chǎng)的監測儀，了解各電網(wǎng)的運行狀況，從而采取相應措施。電網(wǎng)遠程監控系統的核心部件是嵌入式電網(wǎng)監測儀，與PC機+網(wǎng)卡+采集卡的以太網(wǎng)測控系統相比成本大為降低，實(shí)現了嵌入式系統的大眾化、普及化。

　　2 嵌入式電網(wǎng)監測儀的結構功能

　　電網(wǎng)監測儀對電網(wǎng)上的電壓、電流信號進(jìn)行采樣和數據處理，在一定時(shí)間里保存數據，具體功能如下：

　　(1)實(shí)時(shí)監測三相電壓Va、Vb、Vc和四相電流Ia、Ib、Ic和I0；

　　(2)監測A、B、C三相功率因素；

　　(3)通過(guò)RJ45接口與以太網(wǎng)通信；

　　(4)保存整點(diǎn)時(shí)刻的電壓、電流數據、功率因素，保存月統計數據；

　　(5)用數碼管顯示，使用戶(hù)可以在現場(chǎng)查看和設置儀表的運行參數及歷史記錄。

　　該電網(wǎng)監測儀結構如圖2所示。主要由單片機、電壓電流采樣模塊、功率因素監測模塊，、以太網(wǎng)接口模塊等組成。完成對電網(wǎng)參數的監測，實(shí)現信號處理、數據顯示及電網(wǎng)運行狀態(tài)顯示等功能。

　　2．1 單片機

　　單片機模塊是整個(gè)電網(wǎng)監測儀的核心。主要完成兩大功能：(1)數據采集和處理；(2)實(shí)現以太網(wǎng)的接入。將經(jīng)過(guò)電壓電流監測模塊得到的三相實(shí)時(shí)電壓、三相實(shí)時(shí)電流和中線(xiàn)電流進(jìn)行處理；實(shí)時(shí)監測數據可通過(guò)RJ45接口傳給以太網(wǎng)，使監控中心及時(shí)得到電網(wǎng)的相關(guān)參數；同時(shí)電網(wǎng)監控軟件根據測試參數判斷電網(wǎng)運行狀況，電壓是否越限或過(guò)低等。