單片機嵌入式系統在運程電網監(jiān)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監(jiān)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，實行電網參數的遠程網絡監(jiān)控。

　　為了保證電網的安全運行，了解電網運行狀況，需要對電網的各種運行參數(如三相電壓、電流、有功功率、無功功率等)進行實時監(jiān)測。嵌入式遠程電網監(jiān)測系統將現代計算機、通信、網絡及自動化技術融為一體，對配電網進行遠程監(jiān)測、協調和控制，從而優(yōu)化配電網絡。利用以太網的豐富資源及UBICOM公司高速單片機SX52BD構建分布式以太網嵌入測控系統是一種低成本、高可靠且快捷的技術方案。

　　1 系統結構

　　系統結構如圖1所示。監(jiān)控中心工作人員可通過以太網直接訪問分布在各監(jiān)控現場的監(jiān)測儀，了解各電網的運行狀況，從而采取相應措施。電網遠程監(jiān)控系統的核心部件是嵌入式電網監(jiān)測儀，與PC機+網卡+采集卡的以太網測控系統相比成本大為降低，實現了嵌入式系統的大眾化、普及化。

　　2 嵌入式電網監(jiān)測儀的結構功能

　　電網監(jiān)測儀對電網上的電壓、電流信號進行采樣和數據處理，在一定時間里保存數據，具體功能如下：

　　(1)實時監(jiān)測三相電壓Va、Vb、Vc和四相電流Ia、Ib、Ic和I0；

　　(2)監(jiān)測A、B、C三相功率因素；

　　(3)通過RJ45接口與以太網通信；

　　(4)保存整點時刻的電壓、電流數據、功率因素，保存月統計數據；

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

　　該電網監(jiān)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(jiān)測模塊，、以太網接口模塊等組成。完成對電網參數的監(jiān)測，實現信號處理、數據顯示及電網運行狀態(tài)顯示等功能。

　　2．1 單片機

　　單片機模塊是整個電網監(jiān)測儀的核心。主要完成兩大功能：(1)數據采集和處理；(2)實現以太網的接入。將經過電壓電流監(jiān)測模塊得到的三相實時電壓、三相實時電流和中線電流進行處理；實時監(jiān)測數據可通過RJ45接口傳給以太網，使監(jiān)控中心及時得到電網的相關參數；同時電網監(jiān)控軟件根據測試參數判斷電網運行狀況，電壓是否越限或過低等。