多路实时同步并行电能量采集装置制造方法及图纸

一种多路实时同步并行电能量采集装置，主要由主处理器、数据采集协处理器、本地数据缓存器和双端口存储器以及电能表数据采集单元组成。电能表数据采集单元在数据采集协处理器的同步采集触发信号控制下，同一时刻对所有的电能表进行数据采集，且每个ＲＳ４８５是独立通道，都带有独立缓存，能确保数据可靠抄收，它具有各采集点同类数据采集不存在时间差值，可信度更高的特点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子系统对用户电能信息数据进行采集的装置，特别是多路实时 同步并行对电能量进行采集的自动控制装置。
技术介绍
现各种电能信息数据采集方式是RS485总线一点对多点的手牵手采集方式，所以 现采集数据时是采集器向每个采集点(一个电能表)排队式的逐点采集，按规约的要求，采 集一个测量点的部份主要数据如电量、电压、功率等的平均需45秒左右时间，一个采集器 按采集16个点计算，采集一轮需12分钟左右时间，也就是说采集同一变电站的电能表数据 时，第一块表的同类数据，如电量值和最后一块表的电量值已差了十几分钟，所以在计算96 点、24点短时间母平来说，由于相对电量小，计算出的母平损耗很大。表2为原采集方式数 据计算出的24点母平损耗，可见损耗很大，最高已达22%，这主要就是上述采集时间差引 起的，特别是大负荷的情况下，这个差值就会更大，不好确定是真的母平有问题，还是误差。 现因无人值守变电站增多，如按现的采集方式，如出现各种原因造成的计量故障，只能在一 天的母平计算中才能看到问题，显然已不符精细化管理要求。另外220kV以上站现运行规 定须做24点母平计算，安装了现方式的采集终端因上述原因，采集的数据也不能使用，未 解决运行人员的劳动强度和数据准确度、可信度。此外，现有一种电能量实时同步采集方式——对关键数据优先抄收方式就是 说，在抄收数据的时候，不是把单个测量点的所有数据项抄收完成后，再抄收下一个测量点 的数据，而是对各测量点的关键的一个数据项优先抄收(如电量数据项的的抄收)完成后， 再用同样抄收方法，抄其他数据项。如同样按16个测量点计算，抄收一次电量数据项只需1 分钟左右。此方法即能达到一定采集精度，又能减少设备成本，最适合现已布好线，又对重 新布线困难、采集精度要求不高的场合，特别有用。如在误差允许范围内，可以采用这种方式，既能达到采集精度，又能减少设备成 本；但是对要求较高的应用场合，这种方式就有一定局限性，如，存在其他的数据项时间差 的问题。并且以上两个方法，都没有考虑计量器具的误差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种数据采集不存在时间差值、可信度更高的多路实时 同步并行电能量采集装置。本新型的目的是这样实现的一种多路实时同步并行电能量采集装置，主处理器CPU型号为ARM，最高主频为200MHz ；数据采集协处理器芯片型号为DSPIC33FJ128GP706，其数量不超过32个，通过总 线与主处理器连接，接收主处理器来的同步采集触发信号；电能表数据采集单元该采集单元的数量与数据采集协处理器的数量相同、且数3量不超过32个，每个采集单元各自通过RS485独立通道与一个数据采集协处理器连接，在 数据采集协处理器的同步采集触发信号控制下，同一时刻对所有相应电能表进行数据采 集；本地数据缓存器与数据采集协处理器连接，并与电能表数据采集单元连接，接受 电能表数据采集单元输出的数据信号；双端口存储器与数据采集协处理器连接；一轮数据采集完成后，读入数据采集 协处理器采集完成的数据。上述本地数据缓存器型号为FM24LC512芯片，FM24LC512芯片的5脚和6脚分别 连接芯片DSPIC33FJ128GP706的36脚和37脚。与现有技术相比，本新型的有益效果是1、因采集终端可方便的校正标准时间，如全部采用多路实时同步电量采集装置方 式，因此可做到对全部采集点各种同类数据采集时间的统一性。可精确测定一条线路始、尾 端的不同功率下的不同线损。2、可在最小15分钟的时间内，(96点数据)精确达到对一个变电站、一个电业局， 省、国网公司供电量的统计分析，精确计算母线平衡。达到精细化管理3、现因无人值守变电站增多，如按原的采集方式，如出现各种原因造成的计量故 障，只能在一天的母平计算中才能看到问题，显然已不符精细化管理要求。另外220kV以上 站现运行规定须做24点母平计算，安装了原方式的采集终端因上述原因，采集的数据也不 能使用，未解决运行人员的劳动强度和数据准确度、可信度。4、由于不是总线手牵手的连线方式，还可消除因RS485 口的疲劳性能下降造成的 数据不完整(现最早运行采集终端以开始出现)。和消除原总线采集方式中任一一个测量 点RS485 口如果是短路损坏，那么整个系统都不能工作。并且故障点查找困难的缺点。5、特别是每个RS485是独立通道，都带有独立缓存，能确保数据可靠抄收。6、其最大优点是做到一个采集终端可扩展到任一多路采集(原方式最多16路)， 而不存在因采集时间差引起的同类数据差值。特别适合在对计算母平、线损、功率平衡要求 高的地方。附图说明图1是本新型实时电量数据采集系统电原理框图；图2是图1所示一个数据采集协处理器及其前端的电路图。具体实施方式图1示出，一种多路实时同步并行电能量采集装置，主处理器CPU型号为ARM，最高主频为200MHz ；数据采集协处理器芯片型号为DSPIC33FJ128GP706，其数量不超过32个，通过总 线与主处理器连接，接收主处理器来的同步采集触发信号；电能表数据采集单元该采集单元的数量与数据采集协处理器的数量相同、且数 量不超过32个，每个采集单元各自通过RS485独立通道与一个数据采集协处理器连接，在 数据采集协处理器的同步采集触发信号控制下，同一时刻对所有相应电能表进行数据采集；本地数据缓存器与数据采集协处理器连接，并与电能表数据采集单元连接，接受 电能表数据采集单元输出的数据信号；双端口存储器与数据采集协处理器连接；一轮数据采集完成后，读入数据采集 协处理器采集完成的数据，其型号为IDT7007，容量是32K*8bit。参见图2，本地数据缓存器型号为FM24LC512芯片，FM24LC512芯片的5脚和6脚 分别连接芯片DSPIC33FJ128GP706的36脚和37脚。本新型采用多路采集端口的方式，每一端口对应一个测量点；发起抄收命令前， 通过预先对现场采集器终端的设置，每一端口都是预先将抄收命令存储起来，然后通过终 端主控制器同步触发所有端口发送采集命令，接受到的数据也暂时用采集单元缓存，然 后终端主控制器再挨个读取；这个过程数据流的情况可概括为这样一个过程(数据流) 串-并_并-串的过程，其中并行指的是同时对所有测量点发送和接受数据而言；这样的时 间差就能控制在每个测量点对数据抄收命令的响应时间差，实际测试，这个时间差为毫秒 级，根据相关标准，这个误差值最大不大于200毫秒，即0.2s ；其过程就相当于模拟一个DMA 传输，而终端主处理器是不参与抄收过程的相关处理，只是抄收完成后，终端主处理器才对 数据进行处理；由于这种方法采用相对时间，无绝对时间差的概念在里面，所以就其结果来 说，是具有很高的可信度。图2中，每个RS485独立通道，都带有独立缓存，可确保数据可靠抄收。RS485数据通道采用光电隔离器(图2中示出，主要由OPl、0P2和0P3组成)，使 RS485总线与内部电路实现物理隔离，保证设备在任何情况下都能正常工作；总线前端，采 用高可靠性的抗雷击防护措施(主要由防雷管D19、D22组成抗雷击电路)，即使是在极端 恶劣的使用环境下，也能保证数据通道的可靠性；RS485数据采集控制和存储单元采用MICROCHIP的16位处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路实时同步并行电能量采集装置，其特征是：主处理器：ＣＰＵ型号为ＡＲＭ，最高主频为２００ＭＨｚ；数据采集协处理器：芯片型号为ＤＳＰＩＣ３３ＦＪ１２８ＧＰ７０６，其数量不超过３２个，通过总线与主处理器连接，接收主处理器来的同步采集触发信号；电能表数据采集单元：该采集单元的数量与数据采集协处理器的数量相同、且数量不超过３２个，每个采集单元各自通过ＲＳ４８５独立通道与一个数据采集协处理器连接，在数据采集协处理器的同步采集触发信号控制下，同一时刻对所有相应电能表进行数据采集；本地数据缓存器：与数据采集协处理器连接，并与电能表数据采集单元连接，接受电能表数据采集单元输出的数据信号；双端口存储器：与数据采集协处理器连接；一轮数据采集完成后，读入数据采集协处理器采集完成的数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何培东，杨凯麟，李久林，
申请(专利权)人：内江电业局，
类型：实用新型
国别省市：51[]