résumé
Pour sous-type de boîte (appelée « changement de boîte ») le système de surveillance en temps réel est de mauvaise qualité, les questions dysfonctionnelles telles que la conception du système de surveillance à distance intelligente en fonction des changements de boîte ARM et DSP. Affiche un diagramme de bloc du matériel et principe de fonctionnement du système, d'acquisition analogique, entrée numérique et la conception des modules de sortie; Sur la base du programme principal et analogique, processus de communication numérique, GPRS sur le développement de la boîte variable de logiciel de surveillance à distance intelligent, les paramètres environnementaux, les paramètres électriques et l'interrupteur et l'autre de surveillance en temps réel et de recherche de données, avertissement de défaut, l'analyse de l'efficacité énergétique. Le résultat montre que le système a en temps réel, complet, une grande stabilité, si important pour la mise en uvre de maintenir défensive, améliorer la qualité de puissance et d'économie d'énergie.
format de citation chinois: Zhang Cui, hauteurs, Li-station Nan système intelligent de contrôle à distance sur la base de la boîte ARM et DSP Technologie électronique, 2019,45 (3): 104-107,112.
Anglais format de citation: Zhang Cui, Gao Xinqin, Li Nan. Système de surveillance à distance intelligent et de sous-type de boîte basé sur ARM et DSP . Application de la technique électronique, 2019,45 (3): 104-107,112.
0 introduction
sous-type boîte (appelée « me changer ») a un petit, facile à déplacer un avantage de volume égal, ont été largement utilisés pour le système de transmission du . Cependant, le niveau du poste de type boîte traditionnelle de l'intelligence est encore très faible, il y a des retards de collecte de données, la surveillance d'un seul pré-alerte et d'autres questions ne peuvent pas faire . Par conséquent, pour atteindre la boîte de surveillance à distance intelligente des changements de grande importance .
Huang Xinbo autre concept basé dual-core devient un moyen de surveillance de cuve pour la température et les paramètres électriques de tension, courant, puissance, fréquence de surveillance . Huang Shaoping autre appareil de surveillance Boîte à idées variantes de conception basé sur une seule puce de AT89S52, pour surveiller la température et de l'humidité et de la condensation . Feng Limin autre boîte à bornes surveillance de transformateur est conçu sur la base du système de microcontrôleur Intel, la surveillance en temps réel de la température, de courant, de tension et d'autres paramètres de . conception à microcontrôleur Guo Wenmin et un autre système de surveillance de transformateur de réservoir 80C196KC qui surveille le courant de phase, tension, facteur de puissance, la puissance et l'autre . Mais dans l'ensemble, les paramètres du système de surveillance du transformateur de courant de boîte, il n'y a pas complète de surveillance, fonction unique et d'autres questions, et la majorité des systèmes unipolaires, il n'y a pas d'interface de communication uniforme, faible traitement à temps réel de grandes quantités de données . Par conséquent, pour concevoir un paramétrique de surveillance complète, la fiabilité riche en fonctionnalités, haute et en temps réel des boîtes et des communications unifiées sont devenues des interfaces intelligentes et des protocoles de système de surveillance à distance est nécessaire .
Dans cet article, ARM + DSP dual-core et GPRS système de communication sans fil, une conception capable de commuter simultanément les paramètres électriques et des paramètres de la température ambiante et de l'humidité, de la condensation et de la fumée, de la tension, courant, puissance, fréquence, charge harmonique, etc. zone de surveillance à distance intelligente modifie le système de contrôle, la requête de données, avertissement de défaut, l'analyse de l'efficacité énergétique.
1 Système de surveillance à distance intelligente conception matérielle
Comme cela est représenté, sur la base d'une conception modulaire, un module de puissance devient la cuve principale du module matériel intelligente du système de surveillance à distance 1, les blocs de la CPU, de blocs DSP, le module d'acquisition analogique, un module d'entrée / sortie numérique, un module de communication, une interface humaine module.
Fonctionne en conjonction avec la Fig. Matériel représenté sur la figure 2, la boîte devient système de surveillance de distance intelligente décrit les principaux modules matériels.
1.1 ARM et de l'interface DSP
Surveiller beaucoup de type boîte station paramètres, grande quantité de données, les besoins en temps réel, le processeur principal sélection S3C2410 ARM, le noyau ARM920T, architecture basée ARMv4, il est possible d'obtenir plus de deux fois la capacité de traitement du processeur ARM7. Sélectionné par le processeur DSP TMS320C5420, le coeur de DSP a deux vitesses jusqu'à 200 MIPS, il a un puissant capacités de traitement de données. RAM double port sélectionné IDT70261, avec une vitesse d'accès aux données rapide, de haute précision, d'évolutivité, etc., en particulier les applications qui nécessitent de grandes quantités de réservoir de traitement des données devient des applications de surveillance à distance intelligente.
transmission de données à haute vitesse entre le bras et DSP mis en oeuvre par une mémoire RAM à double port, avec le temps réel, la transmission de données et de haut rendement . Dans la connexion matérielle, l'extrémité gauche est relié à un bras RAM double port, une extrémité droite connecté au DSP, comme le montre la figure.
1.2 boîte de module de puissance variable
Module d'alimentation en continu est des modifications de la boîte sur la base du système de surveillance à distance intelligente fonctionnement normal. Boîte change système de surveillance à distance intelligente comprenant un module de puissance courant alternatif et en courant continu de deux parties. AC 220 V alimentation principale au module de gestion de l'alimentation, l'alimentation DC 5 V, 3,3 V, 1,8 V, respectivement, à la CPU d'alimentation, DSP, Flash, ADC et d'autres appareils.
Boîte d'alimentation variable principe du système de surveillance à distance intelligente représenté sur la Fig. Pour améliorer la fiabilité des modules d'alimentation, double module de gestion de l'alimentation alimentation en courant alternatif. Quand une alimentation CA tombe en panne, l'autre peut être commuté rapidement à l'alimentation secteur. Pendant ce temps, en utilisant la batterie comme la batterie de secours lorsque l'alimentation en courant alternatif fonctionne normalement, le module de gestion de l'alimentation pour charger la batterie, lorsque la panne de courant alternatif, la batterie au travail immédiatement, de manière à protéger efficacement le réservoir devient un système de surveillance de distance intelligente pour un fonctionnement continu.
modules d'acquisition analogiques 1.3
5, la tension et des signaux de courant acquises par le transformateur de tension PT, le transformateur de courant CT est pas entré directement à la DSP pour traiter les données, doit signaler circuit de conditionnement et un circuit de conversion A / D. conditionnement du signal est PT, CT obtenu u, i circuit d'amplification de signal analogique, le filtre passe-bas, échantillonnage et de maintien, la conversion de la plage de tension nécessaire à l'ADC. Convertisseur A / D, puis conversion analogique-numérique, puis transmis au DSP pour le calcul et le traitement des paramètres de puissance pour obtenir divers u électrique, i est la valeur efficace, puissance active, puissance réactive, le facteur de puissance et d'harmoniques paramètres.
En même temps, la boîte devient système de surveillance à distance intelligente exige également des paramètres environnementaux de la température et l'humidité, la condensation, la fumée et d'autres surveillance. Dans les paramètres de l'environnement acquisition, les paramètres environnementaux recueillis par le circuit de conditionnement de signal de capteur, et aussi par le convertisseur A / D circuit de conversion pour le traitement, et ensuite appliqués en entrée au bras.
1.4 entrée de commutation et les modules de sortie
Effet module d'entrée de commutateur est une quantité pour atteindre la signalisation à distance le système de surveillance de transformateur de réservoir de collecte, à savoir le boîtier auxiliaire en contrôlant le dispositif de commutation est normalement ouvert, un contact normalement fermé, identifiant ainsi les commutateurs de charge, des disjoncteurs, et d'autres condensateurs électriques et des moyens de ventilateur états de commutation. Des données de communication à distance est sensible aux interférences électromagnétiques, et donc plus de zone de saisie circuit basse du filtre passe-module optique et sectionneur changements dans.
Effet module de sortie de commutateur est mis en oeuvre boîte modifie la quantité de commande de système de surveillance de communication à distance, qui contrôle le moyen de commutation commute la boîte de puissance variable. Est efficace contre les interférences, le signal de sortie du premier commutateur de verrouillage vers la mémoire tampon de commande, et ensuite la commande de relais d'isolement optique et un amplificateur de puissance, un dispositif de commutation de puissance commandé par un commutateur à relais. Pour améliorer encore la fiabilité de la sortie de commutation, une augmentation d'entrée de contre-réaction numérique, le fonctionnement réel du cas où les relais de surveillance du contact de relais auxiliaire.
1.5 module de communication de zone Variable
Communication en temps réel entre les changements de boîte à bornes de contrôle et le centre de surveillance est un développement technologique clé Box Transformer le système de surveillance à distance de intelligent, affectent directement la fiabilité du boîtier du système de surveillance en temps réel. La technologie de communication GPRS sans fil ayant un haut débit de transmission, en permanence, à faible coût de communication, facile à maintenir la puissance, couvrant un large éventail de caractéristiques . Cette sélection de MG323, connecté par l'intermédiaire de l'interface RS232 à l'unité centrale principale, et connecté au réseau GPRS sous le contrôle de la CPU, les données et le centre de contrôle pour réaliser la transmission mutuelle. Module MG232 ayant une performance compacte, stable rentable, les avantages du taux élevé de transmission, pour répondre à la boîte variable système de surveillance à distance intelligente pour transmettre des données en temps réel et des exigences élevées de précision.
1,6 Module d'interface
La partie matérielle du système de surveillance installé dans la boîte de changements, le fonctionnement des différents dispositifs et la surveillance des données à afficher par une bonne interface. Ici zone de développement variantes module d'interface intelligente homme-machine du système de surveillance à distance comprend un affichage LED et le clavier en deux parties. HJ12864ZWG matrice de points écran LCD avec une faible consommation d'énergie, facilité d'utilisation, la taille riche en fonctionnalités, petits, etc., pour répondre à la structure interne devient exigences de boîtier compact.
2 conception du logiciel du système de surveillance à distance intelligente
paramètres environnementaux intelligents du système de surveillance à distance box changements, les paramètres de puissance des signaux de commutation pour l'acquisition en temps réel et le traitement, les données d'erreur signalés par le centre de contrôle, et le centre de contrôle de commande d'exécution en temps opportun émis, télémesure, télécommande, à distance, et le réglage à distance du " quatre fonction à distance ».
6, l'écoulement dans le logiciel principal, le système est tout d'abord initialisé, interruption de début de commutation, puis la collecte et le stockage des données. Quand il trouve des rapports d'erreur et l'instruction de défaut centre de contrôle d'exécution, l'enregistrement des événements de défaut, et enfin de télécharger les données au centre de surveillance.
processus d'acquisition analogique 2.1
2.1.1 processus d'acquisition des paramètres électriques
La tâche principale des paramètres électriques du module d'acquisition est la tension alternative d'acquisition et des signaux de courant, calculer précisément et rapidement la puissance active, la puissance réactive et des paramètres d'harmoniques. Afin d'améliorer l'acquisition de données en temps réel, chaque cycle des points d'échantillonnage est réglé sur 64, par échantillonnage de la minuterie et un contrôleur d'interruption. Lorsque l'échantillonnage A / D pour terminer un cycle, immédiatement à calculer et dans les paramètres de traitement DSP. Les paramètres électriques de acquisition et de traitement organigramme représenté sur la Fig.
2.1.2 processus d'acquisition de paramètres de l'environnement
Et différents paramètres électriques, les paramètres de l'environnement acquis après la conversion A / D, sans passer par le DSP, mais plutôt écrit directement à ARM, le processus de capture spécifiquement montré à la figure 8.
2.2 entrée de commutateur et le débit de sortie
entrée numérique et des modules de sortie est le rôle de réservoir de surveillance devient l'état de commutation de l'appareil d'alimentation interne, et rapidement transmise via les informations d'état de la technologie de communication GPRS vers un centre de surveillance à distance, tout en recevant le centre de contrôle de commande à distance, la fermeture du commutateur de commande de la commande de relais respective. 9 et. La figure 10 entrée de commutateur et la sortie détaillée de l'écoulement programme représenté sur la Fig..
flux de communication 2.3 GPRS
Module fonction principale GPRS est de réaliser une communication à distance avec le centre de surveillance variable de système de surveillance du réservoir. Tout d'abord initialise le cache de données et les informations de drapeau, lorsque le module ARM GPRS reçoit les commandes AT, l'achèvement de démarrage et déclenche alors une connexion réseau à l'adresse IP du centre de surveillance, les données de connexion selon le format de données de la conception après la transmission réussie au centre de surveillance. Procédure de communication GPRS représenté sur la Fig.
2.4 Module de fonction logicielle et sa réalisation
Pour la commodité du personnel pour surveiller les changements de zone d'état de fonctionnement pour atteindre la fonction « quatre à distance », et la requête de données, d'avertissement de défaut, l'analyse de l'efficacité énergétique et d'autres opérations, la boîte devient un système de surveillance à distance intelligente avec le logiciel SCADA. Le logiciel utilise la conception de l'interface frontal JavaScript et HTML, développé dans spooler C #, pour réaliser un suivi en temps réel, l'analyse statistique, la gestion des utilisateurs. Les fonctions du logiciel, le système principal d'interface 13 représentée sur la fig. 12 et la Fig.
3 Conclusion
Cet article différence en temps réel pour la fonction du système de surveillance sous-station box-type est pas parfait et ainsi de suite, en fonction de dual-core et GPRS système de communication sans fil, schéma de principe donné du matériel d'acquisition analogique et l'entrée commutateur logiciel et des modules de sortie pour réaliser un développement organigramme le sous-type de boîte système intelligent de contrôle à distance basé sur ARM et DSP. Le système d'acquisition et de traitement de données avec un DSP, ARM avec une interface de communication, l'interface homme-machine et les périphériques de contrôle d'E / S, et utiliser pleinement les avantages de l'ARM et DSP, l'acquisition de données et de traitement pour résoudre les problèmes tels que le décalage dans le temps. Pendant ce temps, le système peut passer et les paramètres électriques de la température ambiante et les paramètres d'humidité, de la condensation, la fumée, etc., tension, courant, puissance, fréquence, charge harmonique, etc. moniteur distant intelligent et contrôler en même temps, également de parvenir à une requête de données avertissement de défaut, l'analyse de l'efficacité énergétique. Dans l'ensemble, cette boîte change développé système intelligent de surveillance à distance, en temps réel haut, complet, des performances supérieures, un fonctionnement stable, et a donc l'importance de la mise en uvre de maintenir défensive, d'améliorer la qualité de puissance et d'économie d'énergie.
références
Zhang Ruixia. Analyse sur Prospect de sous-type boîte . La technologie et l'innovation, 2016 (3): 29-30.
Zhaoyong Sheng, bimensuelle Liangwen Wu, toute la synchronisation des sous-stations et Intelligent groupe de méthodes d'essai China Power, 2015,48 (5): 156-160.
dans l'armée. Caractéristiques sous-type boîte et son analyse des applications Transformateur, 2017,54 (8): 37-39.
HU Y, MENG Q K, L Y ZHANG, et al.Construction du système de distribution de courant intelligent de sous-type boîte basé sur la technologie de bus de terrain .IEEE 18e Conférence internationale sur l'ingénierie industrielle et de gestion de l'ingénierie, 2011: 580-583.
Huang Xinbo, Wu Mengkui, Zhu Yongcan, etc. Substations système de contrôle intelligent pour China Power, 2016,49 (5): 116-122.
Huangshao Ping, Li Ling, Yu Nie Lei. Substations élaborés en fonction des appareils de surveillance température et un capteur d'humidité d'une seule puce appareils électriques à haute tension, 2009,45 (5): 133-135,140.
Feng Limin, MO Yi, Zhang Yan. Sous-type boîte intelligente conception du terminal de gestion intégrée Power Automation Equipment, 2003 (5): 36-38.
Guo Wenmin, Xuxiao Hong, Qun. Substations Système de surveillance Mesure électrique et Instrumentation, 2003 (1): 54-57.
WIESLAW G, G WLODZIMIERZ, système de surveillance de transformateur d'expert PRZEMYSLAW W.Procédé dans la structure de sous-station Conférence sur .International haute tension Ingénierie et application, 2010: 524-527.
KHRUSLOV L, M ROSTOVIKOV, SHISHOV système de surveillance de la qualité de l'alimentation à base d'V.Web de poste de transformation intelligent RTP-34 MPEI pour la formation des ingénieurs .8th Symposium scientifique international sur l'énergie électrique Ingénierie, 2015: 388-391.
SPACK H, SCHUPFERLING B, RIEMENSCHNEIDER J, sous-stations ET al.Intelligent transformateur dans les réseaux moyenne tension modernes dans le cadre du "réseau intelligent" .7th Conférence et exposition méditerranéenne sur Production, transport, distribution et conversion de l'énergie, 2010: 1-7.
Liu Dawei, Wang Suzhou. Conception de l'étude et contrôleur de mouvement multi-axes d'un robot basé sur ARM + DSP + FPGA . Technologie et Machine de fabrication 2017 (7): 100-104,108.
Guoyao Hua-station intelligente du système de surveillance de la température de l'appareil basé sur un réseau sans fil GPRS et ZigBee . Les capteurs et la technologie Instrumentation 2014 (1): 79-82.
où Bi Yi, Guoping, Ding Jianqiang, etc. Une conception de boîte de WSN et de surveillance du poste GPRS basé sur technologie électronique moderne, 2016,39 (17): 35-38.
Informations sur l'auteur:
Zhang Cui, un terrain élevé, Li Nan
(École de mécanique et de précision des instruments d'ingénierie, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, Chine)
