RTU谐波在线自动测试系统的设计与开发.doc

PAGE  PAGE 4 RTU、谐波在线自动测试系统的设计与开发 华厦国际电力有限公司 蔡英红 龙岩发电有限责任公司 蓝剑辉 永安供电局 杨泽南 福建省宁德电业局 袁丽珍 赖振学（福州亿森电力设备有限公司） 摘 要：一种ES-45/RTU、谐波在线自动测试系统，本仪器采用了高速A/D采集、数字信号处理器、DSP、复杂的可编程逻辑阵列CPLD、嵌入式计算机和TFT真彩、触摸屏等技术而设计的新一代智能化现场校验仪 关键词： RTU、谐波在线自动测试系统 引言 近几年来，国家电网公司《交流采样测量装置校验规范》和DL/T630-1997及JJG（电力）01-04要求中对电网的交采、变送器、谐波要实现校验，为实现这中功能，我们联合多家技术功关，设计出了一种ES-45/RTU、谐波在线自动测试系统，本仪器采用了高速A/D采集、数字信号处理器、DSP、复杂的可编程逻辑阵列CPLD、嵌入式计算机和TFT真彩、触摸屏等技术而设计的新一代智能化现场校验仪。 为满足福建省电网RTU在线校验工作的需要，我们设计了ES-45/RTU、谐波在线自动测试系统 1 ES-45/RTU、谐波在线自动测试系统成结构设计??? 本文设计的系统结构原理框图，主要包括PC机(LabVIEW信号处理平台)、功率放大电路、数据采集卡等结构。其中，PC机主要是通过LabVIEW软件完成对初始信号和高频载波的产生、信号失真预处理和接收信号的后续处理(包括信号的实时显示、RTU分析等) 2.1 信号接收电路设计??? 信号接收电路主要包括前端放大电路、带通滤波电路和末级放大电路，并为换能器接收阵中的四个传声器提供电源。 前端放大电路采用低功耗、高增益和高可靠性等优点的LM324集成运放。该电路实现四路回波接收信号的相加及其放大功能。带通滤波器由高阻抗运算放大器 (TL082)和RC阻容元件构成，不但起到带通滤波器的作用，而且具有放大的功能。末级放大电路采用典型的反相放大电路的结构，并通过调节电位器来改变电路的增益，使接收电路的输出幅值满足数据采集卡的输入要求。 2 ES-45/RTU、谐波在线自动测试系统软件设计??? 基于LabVIEW开发工具的软件系统的前面板如下图所示，可以即时显示输入信号、SSB输出信号以及接收回来的信号，并保存数据供进一步信号处理，等。 ES-45/RTU、TCP/IP协议 TCP/IP协议的全称是：Transmission Control Protocol /Internet Protocol，即传输控制协议/网际协议。它是微软公司为了适应不断发展的网络，实现自己主流操作系统与其它系统间不同网络的互连而收购开发的，它是目前最常用的一种协议（包括INTERNET），也可算是网络通信协议的一种通信标准协议，同时它也是最复杂、最为庞大的一种协议。TCP/IP协议最早用于UNIX系统中，现在是Internet的基础协议。 　　 3 PIC18单片机的CANopen通信协议 针对系统的要求，选用PICl8F458单片机作为从节点的主芯片。它是 HYPERLINK /icstock/Detail-MICROCHIP.html \o MICROCHIP MICROCHIP公司的单片16位高性能微控制器，具有片内CAN控制器，CAN模块符合CAN2．0B标准，带有3个发送缓冲区、2个接收缓冲区、2个接收屏蔽寄存器、6个完全接收滤波器。CAN收发器采用PCA82C250芯片，它具有高速稳定的差动发送和接收能力，可作为CAN协议控制器和物理总线接口。此外，为了便于调试和与主控制器的通信，系统中还扩展了RS232接口。 4 软件设计 ???从机软件流程 ??????? 2 配置串口和定时器 ??????? void usart_init()??????? { ???????? SCI1C1=0x13;//9bit character mode,odd parity???????? SCI1C2=0x2c;???????? SCI1BDL=0x29;//38400bps???????? SCI1BDH=0;??????? }??????? void timer3_init(void)//8MHz主时钟1333Hz中断判断命令包结束??????? {???????? TPM3CNTH=0;???????? TPM3CNTL=0;该设计为采用MCF51QE128微控制器进行工业产品设计通信的应用提供了参考方案。 5 上位机中的数据接收和命令处理 上位机中数据接收的过程与下位机可以做到完全一致，不过针对不同的串口操作方法有所不同。对于阻赛式的串