最后,通过实验验证系统的可靠性和稳定性,并且对测量误差进行分析,测试结果表明系统的各项指标均满足系统的总体设计要求。

1。3。2研究方案

根据课题设计的任务要求,总结出基于PIC单片机的智能配电参数检测系统的主要研究方案,以下对系统的各个模块进行初步、系统地介绍:

第一,通过对配电设备的运行技术标准及特点进行对比分析,提出基于PIC单片机的智能配电参数检测的设计方案。该方案分为硬件电路和软件设计两个模块。

第二,在硬件电路方面,设计电源模块,将配电网上的220V交流电压转换成系统所需的+5V直流电压;设计采样信号整定模块,通过互感器电路对高电压、大电流信号进行信号整定,输出符合电能计量芯片所需的电压信号;设计漏电检测模块,通过选取车体地和测量地之间的电压,通过集成运算放大器进行信号处理,与参考电压进行比较输出,实现系统漏电检测功能;设计相序检测模块,通过电压比较、分压、光耦合器等硬件电路,实现系统相序检测功能。设计RS485通信模块,实现MCU与人机界面之间的信息传递。

第三,在软件设计方面,设计交流信号采集与处理模块,通过电能计量芯片ATT7022B对交流信号进行实时采集和处理,通过SPI接口上传测量数据和故障信息到系统MCU;设计相序检测模块,借助相序检测电路,通过单片机对电源信号的逻辑分析,便可实现对三相交流电的错相、缺相的判断;设计系统控制模块,通过基于Flowcode V4的流码设计平台,实现流码编程和C语言程序设计,对接收到的信息进行处理;把Flowcode V4 For PIC设计生成的hex文件加载到Proteus构建的PIC电路中,进行仿真。

第四,设计人机界面,通过威纶通触摸屏实现系统和用户之间的交互和信息的传递。并对采集到的信息进行实时监测,对所监测到的故障信息进行报警以及实现对配电设备的保护功能。

本课题所设计、改进的智能配电参数检测系统具有实时性好、精度高、功能齐全等优点,达到了预期的设计目标,很好地满足了课题设计要求。

第二章 系统总体方案设计

根据课题要求及相关性能指标,采用PIC16F877单片机作为系统的主控芯片,采用高精度电能计量芯片ATT7022B作为信号采集芯片,通过使用互感器电路进行交流信号的转换,系统采用双电源设计,采用Flowcode流码编程,配合RS485通信,通过威纶通触摸屏进行相关参数的显示,构成配电监控画面系统。

2。1功能需求

根据工作环境和用户需求,本装置应具有如下几个功能:

(1)实时检测:在线实时测量被测电路中的电压、电流等电能参数。

(2)故障报警:漏电、过电压、欠电压、缺相等故障发生时,进行故障报警和诊断分析等处理。

(3)数据通信与传输:具有RS485通讯,将在线测量的各项数据及报警、故障信息通过RS485通讯上传到系统人机界面,能让用户更加方便、准确、直观地了解电气设备的运行状况。

(4)数据显示:通过威纶通接收RS485传输过来的数据,并进行处理,然后将对应的数据储存到相应的地址,通过触摸屏显示相关参数,构成配电监控画面系统。 

2。2系统结构及特点

本课题所设计的系统具有多功能、智能化、模块化、集成化等特点,采用软硬件相结合的方式。

为达到设计的预期目的和性能要求,考虑到用户需求、性价比、实用性等因素,采用美国微芯科技Microchip公司所生产开发的PIC16F877单片机作为系统的主控芯片,它具有Flash program程序内存功能,不仅可以重复烧录程序,而且还具有非常出色的抗干扰能力。作为系统的核心,PIC16F877单片机几乎控制了系统的各个模块,使各个模块都实现了各自的功能和信息之间的相互传递。

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