基于ADE7758+MC9S08AW32方案的多回路監(jiān)控單元的設(shè)計(jì)
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在配電系統(tǒng)領(lǐng)域，智能化和網(wǎng)絡(luò)化是一個(gè)主流的發(fā)展方向，但是在實(shí)際使用中，若每一個(gè)配電回路都安裝智能化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)儀表，用戶的硬件投資成本是非常大的，鑒于此，集成化又將是一個(gè)發(fā)展的方向，即將多個(gè)配電回路的電參量測(cè)量由一個(gè)智能儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，一種設(shè)計(jì)先進(jìn)、可靠性高、測(cè)量精度高的多回路智能監(jiān)控單元的出現(xiàn)，能夠在保證實(shí)現(xiàn)用戶測(cè)量要求的同時(shí)，大大降低用戶的硬件投資成本和使用成本。
本文介紹一種AMC系列多回路智能監(jiān)控單元（見(jiàn)圖1）的設(shè)計(jì)方法，最多實(shí)現(xiàn)3個(gè)三相回路（或9個(gè)單相回路）的電參量測(cè)量；結(jié)合RS485總線技術(shù)及上位機(jī)軟件，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息遠(yuǎn)傳，滿足低壓配電智能化、網(wǎng)絡(luò)化及集成化的發(fā)展需求。
圖1 裝置簡(jiǎn)圖
1 AMC多回路監(jiān)控單元技術(shù)特點(diǎn)
AMC多回路監(jiān)控單元主要應(yīng)用于多個(gè)配出回路的電參數(shù)的監(jiān)測(cè)，它將回路中的母線電壓、多個(gè)配出回路的電流、功率、電能和各個(gè)回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)集中測(cè)量、顯示、并具有通訊輸出，實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控要求較簡(jiǎn)單的配電出線回路的集中測(cè)量和監(jiān)視。一個(gè)AMC多回路監(jiān)控單元就能完成實(shí)現(xiàn)上述多個(gè)回路的監(jiān)測(cè)功能，大大方便了系統(tǒng)的接線、安裝、調(diào)試；節(jié)約了用戶的投資，降低了系統(tǒng)成本。具體型號(hào)及產(chǎn)品功能見(jiàn)表1。
表1 產(chǎn)品型號(hào)及功能
型號(hào) | 功能 | 應(yīng)用 | |
單相 | AMC16-1I9 | 9路單相I、ULN、RS485/Modbus | 9個(gè)單相回路的電參數(shù)監(jiān)測(cè)、開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)、并可實(shí)現(xiàn)通訊 |
AMC16-1E9 | 9路單相I、ULN、kW、kWh 、RS485/Modbus | ||
AMC16-1E9/K | 9路單相I、ULN、kW、kWh、RS485/Modbus、18路DI、1路DO | ||
三相 | AMC16-3I3 | 3路三相I、U、RS485/Modbus | 3個(gè)三相回路的電參數(shù)監(jiān)測(cè)、開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)、并可實(shí)現(xiàn)通訊 |
AMC16-3E3 | 3路三相I、U、kW、kWh、RS485/Modbus | ||
AMC16-3E3/K | 3路三相I、U、kW、kWh、RS485/Modbus、18路DI、1路DO |
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整體系統(tǒng)由中央處理單元、電源、交流采樣運(yùn)算、人機(jī)界面、開(kāi)關(guān)量控制、通訊接口模塊等構(gòu)成，裝置硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 裝置硬件結(jié)構(gòu)圖
2.1中央處理單元專用電能芯片
中央處理器采用Freescale公司的高性能處理器MC9S08AW32。MC9S08AW32是Freescale公司一款基于S08內(nèi)核的高度節(jié)能性處理器。是第一款認(rèn)可用于汽車(chē)市場(chǎng)的微控制器?？蓱?yīng)用在家電、汽車(chē)、工業(yè)控制等高度集成的高性能器件。具有業(yè)內(nèi)最佳的EMC性能。
CPU總線頻率最高可達(dá)20MHz，最高運(yùn)行速率可達(dá)40MHz。豐富的片內(nèi)資源： 32K Flash存儲(chǔ)器，內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器，帶有8個(gè)可編程通道的定時(shí)器，10位、16通道ADC，雙SCI口、豐富的I/O口、SPI、I2C等接口，極大地方便了硬件的擴(kuò)展。并且支持BDM片上調(diào)試方式。
2.2電源
采用的電源模塊為通用+5V開(kāi)關(guān)電源模塊。電路原理見(jiàn)圖3。該電源模塊輸入電壓為AC85V～265V或DC100V～350V，輸入頻率45Hz～60Hz，輸出電壓穩(wěn)定、故障率小，輸出紋波 <1％，轉(zhuǎn)換效率≥75％。具有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。該模塊經(jīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用，具有很高的穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力。
評(píng)論