SCADA系统中交流采样器设计

发布于:2007/5/14 8:54:16 | 908 次阅读

     SCADA(Supervisory Control and Data Acqmsifion)系统即数据采集与监视控制系统,是一种以微型计算机为,综合利用计算机、通信、控制等技术完成遥控、遥测、遥信、遥调(四遥)的控制系统。由于DSP技术的发展,在电力、石油、
 
.电气化铁路等行业的SCADA系统中,电量的采集(即遥测功能)由过去的基于变送器的直流采样逐渐向交流采样过渡。本文介绍基于Ⅱ公司的工业控制用DSP——TMS320LF2407A和工业控制中广泛使用的基于CAN总线的交流采样器的设计。该交流采样器作为SCADA的功能模块,具有如下功能特点:

  (1)计算功能。对电压、电流、有功、无功、功率因素、频率、相序等参数进行计算。

  (2)报警功能。当发生越限、跳闸时报警。

  (3)录波功能。录波功能包括手动录波(录波正常)和故障录渡。

  (4)CAN总线接口功能。采样系统和上位机的应用层通信协议选用DeficeNel协议。

  (5)人机接口功能。扩展RS-232口与PC机连接,可以利用PC机的超级终端作采样系统的显示器,便于调试和监测。

  1 硬件设计

  1 。1 系统总体框图

  该交流采样器采用DSP处理器,与上位机的通信采用CAN总线。系统框图如图1所示。

点击看原图

  (1)DSP选用TI公司的TMS320LF2407A,其主要特点[3-4]为:片内32K字(16位字宽)的FLASH,不用外扩程序存储器,带有一个CAN口,支持CAN2、0B协议规范。一个RS-232通信口,3.3V供电,二个8通道10位ADC,最小转换时间500m(2MSPS)。

  (2)ADC选用MAXIM公司的MAXl25CEAX,14位并行转换,A、B二组8通道,每组4通道同步转换。

  (3)选用3.3V供电的MAX3232做RS232接口芯片,CAN收发器用82C25OT,5V和3.3的电平转换器选用SN74ALVC164245。

  1.2 信号调理电路设计

  在电力系统变电所,为实现对电压电流的监测,先将原边的高电压或大电流通过电力型电压互感器或电力型电流互感器变换为次边的100V电压或5A电流信号。这些信号引入到变电站的控制室,供控制系统设备使用。在交流采样中,要采样的信号就是前的100V或5A信号,这时还需要引入第二级互感器,将100V或5A信号变换为DSP或NCU可以处理的小信号。一般将100V电压信号或5A电流信号经电压或电流互感器变换为2mA左右的电流信号。图2是第二级的电压互感器的信号调理电路,互感器的变比为100V,2mA,输出电压VOUT等于次边电流I2乘以电阻R503,即VOUT=R503×I2,C502起滤波作用,后面的运放接成跟随器模式,起信号隔离缓冲作用。因为MAxl25的输入模拟电压为-5V~+5V,VOUT的有效值为3.535V,所以要根据这个原则选取R503的阻值。为保护LM324。可以在运放的输入端并联7V左右的双向稳压管。

  图2中R503=1209Ω,输入100V时,输出VOUT=1209×O.002=2.418V。

点击看原图

  1.3 电平转移电路分析

  LF2407A的工作电压为3.3V,A/D转换器MAXl25的工作电压为5V,不能直接接口,需要引入电平转换电路,这里选取16位的SN74ALVCl64245做电平转换器。转换器左侧B端是5V的逻辑电平,与MAXl25 A/D转换器接口;右侧A端是3.3V的逻辑电平,与LF2407A接口。具体电路见图3。

点击看原图

  (1)SN74ALVCl64245的输出允许OE端接LF2407A的IS信号端,DSP以I/O日方式访问MAXl25。当DSP访问MAXl25时,IS信号有效,ALVCl64245的输出允许0E端有效,ALVCl64245工作;其他情况下,ALVCl64245的数据线呈高阻状态。

  (2)SN74ALVCl64245的1DIR、2DIR接LF2407A的19脚W/R,DSP写时W/R=DIR-4245=1,ALVCl64245的数据从A到B;DSP读时W/R=DIR-4245=O,ALVCl64245的数据从B到A;

  (3)SN74ALVCl64245的A端数据线接DSP的数据线,B端接MAxl25的数据线。

  1.4 A/D转换电路设计

  为实现高的交流采样,本系统的ADC选用MAXIM公司的14位MAXl25CEAX。有关该芯片的资料参见文献,图4为具体应用电路。

点击看原图

  (1)CHlA~CH4A、CHIB~CH4B分别接PT/CT(电压,电流互感器)调理电路的输出电压。DO~D13接电平转移器件的5V数据线.经电平转移 后接DSP的DO~D13。

参与讨论
后参与讨论

//评论区

推荐阅读

智能网联汽车国际标准法规协调专家组(HEAG)召开工作会议

近年来智能网联汽车快速发展,新技术不断涌现,与相关产业融合度持续提升,正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势,欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度,在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面,智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。 为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动,2017年全国汽车标准

0215jiejie | 发布于:2022-12-01 0评论 0赞

苹果推出搭载M2芯片的新款iPad Pro 799美元起售

据苹果官网,苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元,wifi+蜂窝网络版起售价为999美元;12.9英寸wifi版起售价为1099美元,wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。

0215jiejie | 发布于:2022-10-19 0评论 0赞

新能源汽车领衔 “中国智造”加速登陆欧洲市场

全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上,国内外汽车品牌云集,长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。 长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示:“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一,巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期,到2025年,将推出50多款新能源产品,全力支持可再生能源使用,为全球用户

0215jiejie | 发布于:2022-10-19 0评论 0赞

严监管时代来临,电子烟“通配”大战走向何方?

针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果,将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日,《电子烟强制性国家标准》正式实施,中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕,一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成,“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示,被

0215jiejie | 发布于:2022-10-19 0评论 0赞

Bourns 全新大功率分流电阻器

采用金属感应引脚,专用于大电流应用中进行精确测量 全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站 提供高可靠性、高成本效益的解决方案 美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商,宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器,扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚,可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器

0215jiejie | 发布于:2022-10-18 0评论 0赞

请尊重元宇宙“这个筐”

元宇宙是个筐,啥都往里装,但区别在于有的像聚宝盆,有的像垃圾桶。国庆假期刚结束,中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵,玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言,中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App,正式进军元宇宙婚礼赛道。 就产品而言,如同其他元宇宙产品,李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”:有人说是有趣的尝试,有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道,QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。

0215jiejie | 发布于:2022-10-13 0评论 0赞

边缘计算:突围商业模式痛点

截至8月末,中国5G基站总数达210.2万个,中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业,互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地,车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟,这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现,对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测,即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下,边缘计算和5G网络市

0215jiejie | 发布于:2022-10-13 0评论 0赞

商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”

商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。 有记者问:近日,美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时,在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中,又将31家中国实体列入,请问中方对此有何回应? 对此,商务部新闻发言人回应称,中方注意到相关情况。首先,通过中美双方前一阶段共同努力,9家中国实体zui终

0215jiejie | 发布于:2022-10-13 0评论 0赞

TCL华星官宣与奔驰合作:推出全球首款横贯A柱的车载显示屏

今年1月,奔驰带来了VISIONEQSS概念车,其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏,横贯整个A柱,令人印象深刻。今天,TCL华星正式官宣与奔驰达成合作,并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。 根据TCL介绍,这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计,将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体,并能够与3D实时导航系统相辅相成。 同时,这块显示屏还采用

0215jiejie | 发布于:2022-10-12 0评论 0赞

半导体板块暴跌 谁最受伤

国庆假期后首日开盘,上证综指时隔5个月再次失守3000点,与此同时,半导体板块也再度走低,其中,北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间,半导体板块持续下挫,北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘,北方华创、雅克科技维持跌停状态,华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日,半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。 在半导体板块遭遇下挫的同时,北

0215jiejie | 发布于:2022-10-12 0评论 0赞