一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块制造技术

技术编号:14900247 阅读:121 留言:0更新日期:2017-03-29 15:44
本发明专利技术公开了一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,包括信号调理电路、数模转换电路、32位ARM MCU核心、复合开关、网络通信单元和人机交互单元。装置将母线电压、电流每工频周波同步采样64点并交由32位ARM MCU采用有限元冲击滤波及滑窗FFT算法进行相应数据处理,根据投切策略对复合开关进行控制,保证电容器投切的精准度。所述人机交互单元由OLED显示屏、按键及拨动开关组成。装置分析处理所得数据可从OLED显示屏中依次查询显示。该方案具有无功功率补偿算法精度高、速度快、电容器智能投切策略高度优化、运行可靠性高的显著特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉属于0.4KV低压电网无功补偿装置领域,具体涉及一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块。
技术介绍
现有的智能电容器技术方案多为采用8位单片机作为控制核心,由于8位单片机运算能力弱,硬件资源相对有限,故电压、电流、相位的数据获取采用硬件+软件的方式来实现,运算速度低、精度差,使得目前智能电容器产品对负载无功变化响应速度慢,且常常导致误动作;且8位机运算能力很差,无法计算系统电压、电流谐波,从而无法实现电容器的谐波保护功能,导致电力电容器在大谐波环境下迅速失效、损坏;8位机低下的运算能力导致不可能采用复杂的投切策略算法,因此补偿电容器的投切只能按照功率因数的大小制定粗糙的控制策略,无法满足用户对智能电容器越来越高的技术要求。LCD液晶屏幕是当下许多智能电容器技术方案中采用的显示模块,它是一种透射式显示技术,利用薄膜技术所做成的电晶体电极,采用扫描的方法主动地控制显示点的开和关,从而控制液晶分子的排列状态,进而改变遮光和透光状态以达到显示目的。虽然LCD显示技术目前已经比较成熟,但随着新技术的不断涌现也暴露出诸多技术层面的劣势,如:LCD本身不发光,需要背光源,其亮度及对比度主要取决于背光源的分布及亮度,因此其功耗较大,并造成电能的浪费;其输出光线的方向性导致其可视角度较小,从侧面观察会出现图像失真;体积大,显示内容少,无法实现装置的小型化;响应时间较长,大约几十毫秒,如超过40ms,就会造成拖影现象。以上这些弱点都使LCD显示屏在新形势下逐渐无法满足用户对显示技术日益增长的技术需求,同时,在工业应用领域,基于并行接口的显示装置虽然传输速度较快,但是在复杂的工业环境中很容易受到电磁干扰的影响,导致数据传输的错误,从而影响显示效果,因此,以串行接口控制和进行数据传输逐步得到越来越广泛的应用。在串行接口中,RS232和SPI接口应用最为广泛,但由于RS232传输速度较慢,只有115200bps,很难在需要频繁刷新显示内容的场合进行应用,而且RS232连接没有同步时钟,很容易发生传输错误,其可靠性也因此受到质疑。而SPI串行接口传输速度能达到10Mbps,并具有SCLK同步时钟,可以保证数据传输的准确性,因此其使用效果和质量明显改观,结合其MCU接口还可以最大限度的节省资源,降低成本,因此得到广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,解决现有智能电容器因采用运算能力弱的低端8位单片机作为控制核心而无法满足目前供电系统复杂无功需求的问题。同时,克服落后的LCD显示技术在人机交互层面上的不足,并采用SPI串行接口与MCU连接,提高数据传输速度,保证数据的准确性。为实现上述目的,本专利技术的技术方案是设计一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,以32位ARMMCU为核心,同时辅以信号调理电路、数模转换电路、复合开关、网络通信单元和人机交互单元,组成无功补偿装置。优选的,母线电压、电流信号经信号调理电路处理后,由32位ARMMCU直接进行A/D同步采样转换,每工频周波采样64点,采样数据经FIR软件滤波,然后以FFT算法计算出母线各相系统电压、电流、电压和电流间的相位差、电压电流的各次谐波分量,并据此计算出系统无功、有功、视在功率和功率因数,所计算出的无功功率即为系统无功缺额,并作为补偿电容器的投切依据,投切动作的执行通过32位ARMMCU控制双向晶闸管及磁保持继电器实现。优选的,所述人机交互单元由OLED显示屏、按键及拨动开关组成,其中OLED显示屏包括MCU接口、图形显示数据RAM、显示控制单元、命令解码器、时序产生单元,所述MCU接口为SPI串行接口并连接MCU与OLED显示屏的数据、时钟和读写使能针脚,所述显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接口接收数据或指令,实现对应时序控制下针对OLED显示屏的显示内容控制。优选的,所述OLED显示屏采用电源芯片单独供电,电路中设置共模、差模电感,消除电路共模、差模干扰,并设有断电复位模块。优选的,所述OLED显示屏配备相应软件控制策略,结合所述断电复位模块实现对OLED显示模块的保护功能,避免电路中的较大谐波或智能电容器投切对显示模块造成影响,在60s无操作的情况下OLED显示屏幕自动进入休眠状态。更具体来说,本专利技术中母线电压、电流信号经装置信号调理电路处理后,由32位ARMMCU直接进行A/D同步采样转换,每工频周波采样64点,采样数据经FIR软件滤波后以FFT算法计算出母线系统各相电压、电流、电压和电流间的相位差、电压电流的各次谐波分量,据此计算出母线系统的无功、有功、视在功率和功率因数,并以此作为补偿电容器的投切依据,投切动作的执行是通过32位ARMMCU控制双向晶闸管及磁保持继电器来完成。在人机交互层面,采用OLED显示屏作为装置显示模块,所述OLED显示模块包括MCU接口、图形显示数据RAM、显示控制单元、命令解码器、时序产生单元,其MCU接口为SPI串行接口并连接MCU与OLED显示模块的SDIN(数据)、SCLK(时钟)和D/C(读写使能)针脚,所述显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接口接收数据或指令,实现对应时序控制下对OLED显示屏的显示内容控制。同时,显示模块采用电源芯片单独供电,并在电路中增加共模、差模电感,消除电路共模、差模干扰,设有断电复位模块。软件方面OLED具有相应的可靠性控制策略,结合所述断电复位模块实现对OLED显示模块的保护功能,避免电路中的较大谐波或智能电容器投切对显示模块造成影响,在60s无操作的情况下OLED显示屏幕自动进入休眠状态。本专利技术的优点和有益效果在于:提供一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,解决现有智能电容器因采用运算能力弱的低端8位单片机作为控制核心而无法满足目前供电系统复杂无功需求的问题。同时,克服落后的LCD显示技术在人机交互层面上的不足,并采用SPI串行接口与MCU连接,提高数据传输速度,保证数据的准确性。本专利技术具有如下特点:1、基于32位ARMMCU设计,较8位单片机其运算能力显著增强,因此可以对系统电压、电流进行精度更高的计算,所以能保证对负载的无功变化及时作出响应,避免因为运算能力弱带来的延迟所导致的电容器误动作。2、基于32位ARMMCU设计,依托其强大的数据处理能力,快速实现对系统电压、电流的2-30次谐波分析运算,因此可以在智能电容器中实现谐波保护功能,消除高次谐波对电容器的影响,避免低压补偿电容器的损坏,延长其使用寿命,并可根据需要制作消除谐波型智能电容器,能有效的抑制高次谐波和涌流,保护电路及低压补偿电容器,避免过载。3、基于32位ARMMCU设计,可以设计更加复杂高效的投切策略,实践证明低端8位单片机仅依据功率因数的大小所制定的控制策略无法满足当前供电系统日益复杂的无功需求,本专利技术采用高度优化投切策略,运行可靠性高,并提供全波或基波算法来调整系统无功功率的评估策略,支持“电压优先”和“无功功率优先”两种无功补偿控制策略进行电容器的投切,以满足供电现场不同的需求。4、OLED显示模块通过SPI串行接口与MCU连接,占用端口少,电路结构简单,易于实现,并且具备SCLK同步时钟,可保本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,其特征在于,以32位ARM MCU为核心,同时辅以信号调理电路、数模转换电路、复合开关、网络通信单元和人机交互单元,组成无功补偿装置。

【技术特征摘要】
1.一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,其特征在于,以32位ARMMCU为核心,同时辅以信号调理电路、数模转换电路、复合开关、网络通信单元和人机交互单元,组成无功补偿装置。2.根据权利要求1所述的一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,其特征在于,母线电压、电流信号经信号调理电路处理后,由32位ARMMCU直接进行A/D同步采样转换,每工频周波采样64点,采样数据经FIR软件滤波,然后以FFT算法计算出母线各相系统电压、电流、电压和电流间的相位差、电压电流的各次谐波分量,并据此计算出系统无功、有功、视在功率和功率因数,所计算出的无功功率即为系统无功缺额,并作为补偿电容器的投切依据,投切动作的执行通过32位ARMMCU控制双向晶闸管及磁保持继电器实现。3.根据权利要求1所述的一种具备串行接口OLED显示屏的智能电容综合模块,其特征在于,所述人机交互单元由OLED显示屏、...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈文俊
申请(专利权)人:常熟市五爱电器设备有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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