一种基于DSP的多功能电力参数显示仪表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于DSP的多功能电力参数显示仪表，包括：采样模块、DSP控制芯片、存储模块、人机接口模块和通信模块，采样模块将采集的数据传递给DSP控制芯片，并通过DSP控制芯片控制存储模块、人机接口模块和通信模块工作。本实用新型专利技术功能多样，可连通工程现场网络，便于通信；通过lcd进行现场显示各种电力参数，通过面板上的按钮选择显示的内容；采用flash存储器，用于存储历史数据及重要的参数，在掉电的情况下，也能保护好存储信息；采用DS1302芯片用于计时，用于对测量的电力参数进行计时标记。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力仪表，尤其涉及一种基于DSP的多功能电力参数显示仪表。
技术介绍
现有的电力参数显示仪表通常存在精度及可靠性不高、数据处理速度差、显示电力参数方式单一等问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是现有的电力参数显示仪表通常存在精度及可靠性不高、数据处理速度差、显示电力参数方式单一。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种智能电力参数显示仪表，包括：采样模块，包括电压互感器、电流互感器、RC滤波电路、电压信号调理电路、电流电压变换电路以及AD转换电路；所述电压互感器的输出端连接RC滤波电路的输入端，RC滤波电路的输出端连接电压信号调理电路的输入端，电压信号调理电路的输出端连接AD转换电路；所述电流互感器的输出端连接RC滤波电路的输入端，RC滤波电路的输出端连接电流电压变换电路的输入端，电流电压变换电路的输出端连接AD转换电路；DSP控制芯片，其输入端连接采样模块的输出端；存储模块，包括SRAM芯片和flash存储器，所述SRAM芯片连接前述AD转换电路的输出端，用于存储AD转换电路转换后形成的数据，并对数据进行处理；所述flash存储器连接DSP控制芯片，用于存储程序；人机接口模块，与所述存储模块连接，包括键盘和LCD；通信模块，与所述存储模块连接，用于向远端监控机实时上传DSP芯片处理后的数据。采样模块主要完成电压电流的采样、滤波、数值调理的功能；电压互感器采集电压信号后，经RC滤波电路滤波去除掉部分的干扰信号，再经电压信号调理电路放大后，将电压幅值按比例变换成AD芯片能接受的幅值，传输至AD转换电路进行信号转换；如果信号是电流信号，首先经由电流互感器采集电流信号，经RC滤波电路滤波去除掉部分的干扰信号，再经电流电压变换电路将电流转换成电压信号，然后再象电压信号那样经过调理电路转化成-5—+5V的电压，传输至AD转换电路进行信号转换。人机接口模块主要完成人机对话部分输入参数、输出信息，设置键盘和LCD，便于进行人机对话，用户可以根据实际情况调整定值，也可以根据需要选择要显示的参数。存储模块主要完成数据存储工作，比如重要的参数、故障前后的数据，因为数据量较大，DSP芯片内自带的存储器往往不能满足要求，需要外扩，考虑到电力系统数据的重要性和可能发生停电的特殊情况，外扩的存储器采用flash存储器，flash具有固有不挥发性、易更新性、成本低、密度高、可靠性好等特点；通信模块主要用于与综合重合闸装置的配合，以及远程调试和远程显示。为减小采样误差值，还设有测频电路，所述测频电路的输入端连接与电压互感器连接的RC滤波电路的输出端，测频电路的输出端连接存储模块的DSP芯片；所述测频电路包括双电压比较器、光耦、锁相环芯片以及计数器；电压比较器的输出端经光耦连接锁相环芯片的输入端，锁相环芯片的输出端连接计数器的输入端，所述计数器包括两个串联的计数电路，计数器的输出端连接锁相环芯片的BIN端。我国的电力系统的额定频率为50Hz,但是现实的系统的频率总是波动的,很多情况下由于负载比较重,实际频率小于额定值。如果按照固定的额定频率进行采样,就会出现误差.本技术采用硬件跟踪频率的方法,实时追踪频率变化。为方便对测量的电力参数进行计时标记，还设有计时芯片，所述计时芯片与所述存储模块连接。为实现同步采样，降低装置的工作功耗，所述AD转换电路采用AD7656芯片。本技术不采用DSP片内的AD模块，而是选择AD7656芯片作为采样的专用芯片，主要原因在于AD7656芯片可实现16位6通道同步采样，功耗低，而DSP芯片内的AD模块性能比AD7656模块差得多；从现场采集的电量信息经过滤波、信号调理电路进入到AD7656芯片内，经转化后存储在相应的寄存器中，访问相应地址就可以读出相应的数据。所述电压信号调理电路包括电压跟随器、限幅二极管和运算放大器，所述电压跟随器的输入端连接RC滤波电路的输出端，输出端通过限幅二极管连接运算放大器的输入端，运算放大器的输出端连接AD转换电路。本技术采用的电压互感器为淄博同越公司的精密电流型电压互感器TYPT31C，输入输出电流都是2mA，其电压调理原理为：在二次侧首先经过一个RC滤波进行简单的滤波，再由LM124构成的电压跟随器增大输入电阻，LM124输出端连接限幅二极管，可防止幅值高过5V的电压穿越，最后，由运算放大器OPA227比例变换。作为本技术的一种改进方案，所述DSP芯片采用TMS230F2812。本技术的优点是：功能多样，可连通工程现场网络，便于通信；通过lcd进行现场显示各种电力参数，通过面板上的按钮选择显示的内容；采用flash存储器，用于存储历史数据及重要的参数，在掉电的情况下，也能保护好存储信息；采用DS1302芯片用于计时，用于对测量的电力参数进行计时标记。附图说明图1是本技术的模块图。图2是本技术中采样模块与存储模块的电路连接示意图。图3是本技术采样模块中电压调理的电路示意图。图4是本技术采样模块中测频电路的电路示意图。图5是本技术采样中断服务程序的流程图。图6是本技术主程序的流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术包括：采样模块1，包括电压互感器1-1、电流互感器1-2、RC滤波电路1-3、电压信号调理电路1-4、电流电压变换电路1-5、 AD转换电路1-6以及测频电路1-7；所述电压互感器1-1的输出端连接RC滤波电路1-3的输入端，RC滤波电路1-3的输出端连接电压信号调理电路1-4的输入端，电压信号调理电路1-4的输出端连接AD转换电路1-6；所述电流互感器1-2的输出端连接RC滤波电路1-3的输入端，RC滤波电路1-3的输出端连接电流电压变换电路1-5的输入端，电流电压变换电路1-5的输出端连接AD转换电路1-6；所述测频电路1-7的输入端连接与电压互感器1-1连接的RC滤波电路1-3的输出端，测频电路1-7的输出端连接存储模块2。DSP控制芯片，其输入端连接采样模块的输出端。存储模块2，包括SRAM和flash存储器，所述SRAM芯片连接前述AD转换电路1-6的输出端，用于存储AD转换电路1-6转换后形成的数据，并对数据进行处理；所述flash存储器与DSP控制芯片连接，用于扩展DSP芯片的存储器空间，主要用于存储程序。人机接口模块3，与所述存储模块2连接，包括键盘和LCD。通信模块4，与所述存储模块2连接，用于向远端监控机实时上传DSP芯片处理后的数据。利用TMS230F2812串口SCIA经过现有的Max3490扩展成RS-485，在一定范围内，可以通过485进行串行通信，读写数据。计时芯片5，所述计时芯片5与所述存储模块2连接。如图2所示，前述AD转换电路采用AD7656芯片作为采样的专用芯片，DSP芯片则采用现有的TMS320F2812。用DSP的管脚GPIOB1与AD7656芯片的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的多功能电力参数显示仪表，其特征是，包括：采样模块，包括电压互感器、电流互感器、RC滤波电路、电压信号调理电路、电流电压变换电路以及AD转换电路；所述电压互感器的输出端连接RC滤波电路的输入端，RC滤波电路的输出端连接电压信号调理电路的输入端，电压信号调理电路的输出端连接AD转换电路；所述电流互感器的输出端连接RC滤波电路的输入端，RC滤波电路的输出端连接电流电压变换电路的输入端，电流电压变换电路的输出端连接AD转换电路；DSP控制芯片，其输入端连接采样模块的输出端；存储模块，包括SRAM芯片和flash存储器，所述SRAM芯片连接前述AD转换电路的输出端，用于存储AD转换电路转换后形成的数据，并对数据进行处理；所述flash存储器连接DSP控制芯片，用于存储程序；人机接口模块，与所述存储模块连接，包括键盘和LCD；通信模块，与所述存储模块连接，用于向远端监控机实时上传DSP芯片处理后的数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的多功能电力参数显示仪表，其特征是，包括：
采样模块，包括电压互感器、电流互感器、RC滤波电路、电压信号调理电路、电流电压变换电路以及AD转换电路；所述电压互感器的输出端连接RC滤波电路的输入端，RC滤波电路的输出端连接电压信号调理电路的输入端，电压信号调理电路的输出端连接AD转换电路；所述电流互感器的输出端连接RC滤波电路的输入端，RC滤波电路的输出端连接电流电压变换电路的输入端，电流电压变换电路的输出端连接AD转换电路；
DSP控制芯片，其输入端连接采样模块的输出端；
存储模块，包括SRAM芯片和flash存储器，所述SRAM芯片连接前述AD转换电路的输出端，用于存储AD转换电路转换后形成的数据，并对数据进行处理；所述flash存储器连接DSP控制芯片，用于存储程序；
人机接口模块，与所述存储模块连接，包括键盘和LCD；
通信模块，与所述存储模块连接，用于向远端监控机实时上传DSP芯片处理后的数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的多功能电力参数显示仪表，其特征是，还设有测频电路，所述测频电路的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海祥，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：实用新型
国别省市：