直流屏監控系統的開發

威海職業學院信息工程系 徐進強

直流屏監控系統的開發

威海職業學院信息工程系 徐進強

本文論述了直流屏監控系統在電力系統的應用,介紹了一款自主研發的監控系統的設計特色、軟硬件設計方案以及實際應用效果.實踐證明,該系統人機交互效果良好、性能可靠、功能更強大,具有一定的推廣和實用價值.

直流屏;電力系統;無線通信

1.序言

隨著計算機與通信技術的飛速發展,電力系統向著電站無人值守、系統綜合自動化和網絡化管理的方向發展.直流屏是發電廠以及變電站中的電力操作電源的簡稱,它是電力系統的重要組成部分,直流屏的電源質量、可靠性以及自動化程度對電力系統起著至關重要的作用.

本文設計的直流屏監控系統,主要用于監測直流屏設備的運行狀態,綜合運用了網絡通信技術,通過GSM模塊與管理維護人員進行通信,實現了信息的遠程傳輸,降低了維護人員的工作強度,并通過觸屏式人機界面實時顯示,同時可以將異常或故障信息及時發送給設備的維護人員.該系統能夠在異常狀態未上升至故障時就被發現并予以排除,能夠最大程度上保證直流屏系統工作狀態正常,從而保證電力系統的安全運行.

2.直流屏監控系統

該直流屏監控系統主要可以監測三相交流輸入電壓、三路直流電壓、兩路電流數據,十路數字信號.其中AC/DC信號可以用于監測輸入電壓與蓄電池組電壓;電流信號可以用于監測蓄電池組的工作狀態;十路數字信號可以根據用戶使用環境搭配不同功能的數字傳感器.

2.1 硬件設計方案與特色

硬件設計應該從均衡高性能、低成本、易維修等方面來考慮.直流屏監控系統采用高速高性能工業微控制器作為主控芯片,性能可靠,芯片內部集成了ADCDAC轉換電路,解決了ADDC信號的模數轉換供單片機采集與分析處理;通過電磁兼容設計對GSM通信模塊與低頻電路信號進行了隔離,從而增強了系統的安全性;人機交互采用7英寸觸控彩屏設計;數據采集傳輸使用并行接口接入主板;模擬信號與數字信號同步監測同步顯示,采樣部分電路相對獨立.

蓄電池組是整個直流屏系統的核心部分,對蓄電池組的監控與檢測是保證直流屏系統運行正常的核心要務.本套系統可以通過搭配不同的傳感器可以實時監測蓄電池組電壓、電流和電池室溫度,對蓄電池組電壓.溫度進行巡檢,能夠及時發現異常狀態,確保直流系統的運行安全.

發電廠與變電站的直流系統比較復雜,通過電纜線與室外配電裝置的端子箱、操作機構相連.另外,在安裝過程中有可能會造成線路絕緣層的損傷導致系統接地.因此,在直流屏系統中加入了開關量監測的端子模塊.在實際應用中,當直流系統發生一點接地的時候,由于沒有短路電流,熔斷器不會熔斷,使得系統仍能繼續運行;若此時發生另一點接地,可能會引起信號回路、控制回路、繼電保護回路和自動裝置回路的誤動作.因此,對直流系統的絕緣監測是十分必要的.該直流屏監控系統引入了開關量的監測功能,有效的解決了傳統監測系統傳感器構成復雜相應不靈敏的缺點.

2.2 軟件編寫流程

在軟件設計方面,利用單片機的中斷功能實現多路程序在邏輯上的并行運行,細節處理上確保了交流信號與直流信號同時采集的工作狀態的穩定.當系統出現信息異常之后,自動向管理員發送提示信息,若異常狀態不清除,不再重復發送信息.當有新的異常狀態發生以后,能上傳新的信息,程序仍舊循環執行.程序設計總體流程圖如圖1.

圖1

2.3 應用效果分析

國內同類型產品大多數功能單一,或者是性能不夠完善,一般使用232與485模塊電平轉換之后與計算機進行串口通信,未使用無線通信模式,靈活性不足.國外的許多同類型產品,性能雖高,但是不能很好的根據用戶的實際需求搭配不同功能的傳感器模塊.而且價格過于昂貴.

該直流屏監控系統可以在變電廠、發電站、醫院、油田等使用直流屏系統的多種場合使用,結構簡單,安裝、調試方便,性能可靠,人機交互界面友好,易于操作.該系統改變了以往產品使用現場總線通信的工作方式,使用無線模塊進行數據交換,根據實際需求靈活搭配外置的數字傳感器模塊;可同時監測直流電壓與交流電壓,直流電流與多路數字信號,功能更強大;自帶液晶屏幕,提供了良好的觸屏式人機交互界面.該系統有效降低了管理維護人員的工作強度,使得無人值守成為現實.

3.結束語

隨著電力智能化的不斷發展,無人值守構想逐漸被人們重視,智能供電設備越來越被關注,監控系統的設計也綜合考慮了性能與易維護性.本文提出的直流屏監控系統模塊集成度高,易于維修更換,采用交流信號與直流信號、數字信號與模擬信號同步監測的工作模式,使用GSM無線移動網絡與管理維護人員進行人機交互,任意一路信號異常即向工作人員發送整機狀態信息,從而有效降低了工作人員的值守工作強度,可以使用戶遠程獲取異常信息,大大提高了工作效率.

[1]季興龍.基于MSP430直流屏電源電壓檢測系統[J].電子質量,2014,(10):8-10.

[2]任克英.直流屏在線監測系統在新陽集控站的應用[J].電世界,2011,(2):39-40.

徐進強(1974-),男,山東青島人,碩士,副教授,專業帶頭人,主要研究方向為嵌入式技術開發.