一種基于fpga技術(shù)的電壓監(jiān)控系統(tǒng)及校驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電力系統(tǒng)控制技術(shù)的一種，具體說(shuō)是一種基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)控系統(tǒng)及校驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]FPGA作為專(zhuān)用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路，既解決了定制電路的不足，又能克服原有可編程器件門(mén)電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。針對(duì)電壓監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化水平低，勞動(dòng)成本較高的現(xiàn)狀，研究了一種基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)控系統(tǒng)及校驗(yàn)方法，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員不斷開(kāi)發(fā)的一大課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在不足之處，本發(fā)明提供了一種基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)控系統(tǒng)及校驗(yàn)方法。其目的主要是研制一套基于FPGA的0.05級(jí)多功能儀器儀表智能遠(yuǎn)程校驗(yàn)系統(tǒng)，以高精度交-直-交流測(cè)試電源為核心，設(shè)計(jì)控制面板及控制程序，實(shí)現(xiàn)市電電壓和標(biāo)準(zhǔn)源的自動(dòng)切換功能，研制自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)功能，提高標(biāo)準(zhǔn)源輸出精度，通過(guò)讀取標(biāo)準(zhǔn)源測(cè)量值進(jìn)行反饋，并以動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行軟件銜接。
[0004]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控服務(wù)器、PT轉(zhuǎn)換模塊及顯示器；電壓監(jiān)測(cè)儀和標(biāo)準(zhǔn)裝置分別通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)線與監(jiān)控服務(wù)器連接，電壓監(jiān)測(cè)儀和標(biāo)準(zhǔn)裝置的另一端之間連接繼電器裝置；標(biāo)準(zhǔn)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)顯示器相連。
[0005]所述的一種基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)控系統(tǒng)的校驗(yàn)方法是:監(jiān)控系統(tǒng)的電壓監(jiān)測(cè)儀和標(biāo)準(zhǔn)裝置分別通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控服務(wù)器連接，通過(guò)數(shù)據(jù)分析判斷是否采集PT轉(zhuǎn)換模塊中的電壓值，控制數(shù)據(jù)檢定模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)檢定，并將數(shù)據(jù)結(jié)果保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)在顯示界面中顯示。
[0006]所述的標(biāo)準(zhǔn)裝置采用基于FPGA和DDS結(jié)合模式，將軟件和硬件進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；所述的PT轉(zhuǎn)換模塊采用穩(wěn)壓輸出技術(shù)，V/F轉(zhuǎn)換后輸出的電壓值為恒定標(biāo)準(zhǔn)值；
所述的監(jiān)控服務(wù)器采用電測(cè)參數(shù)真有效值積分算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0007]所述的標(biāo)準(zhǔn)裝置采用FASTICA算法對(duì)采樣的諧波信號(hào)進(jìn)行盲信號(hào)分離，可有效的還原各次諧波。
[0008]所述的監(jiān)控系統(tǒng)在工作前通過(guò)外部串口初始化，設(shè)置監(jiān)控中心用于區(qū)分各RTU的ID號(hào)、傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔、監(jiān)控中心的IP地址與端口號(hào)、手機(jī)用戶(hù)的手機(jī)號(hào)碼；監(jiān)控中心在接收數(shù)據(jù)后，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的RTU進(jìn)行命令下傳與控制；每一個(gè)RTU連接GPRS網(wǎng)絡(luò)時(shí)分配的動(dòng)態(tài)IP地址與初始化的ID號(hào)相對(duì)應(yīng)，用于監(jiān)控中心區(qū)不同的RTU ；
具體操作步驟為:
第一步，選擇對(duì)單個(gè)電壓監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行校驗(yàn)還是進(jìn)行多表同時(shí)校驗(yàn)；
第二步，選擇手動(dòng)校驗(yàn)還是自動(dòng)校驗(yàn)； 第三步，對(duì)校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行查詢(xún)；
第四步，對(duì)有問(wèn)題電壓監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行記錄；
校驗(yàn)過(guò)程為:
第一步:在選擇單表校驗(yàn)時(shí)，可以在人機(jī)交互界面中輸入當(dāng)前校驗(yàn)表的ID號(hào)，對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)校驗(yàn)，當(dāng)選擇多表同時(shí)校驗(yàn)時(shí)，可以選擇在一定的ID范圍內(nèi)的電壓監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行同時(shí)校驗(yàn)；
第二步:當(dāng)進(jìn)行手動(dòng)校驗(yàn)時(shí)可以選擇手動(dòng)校驗(yàn)窗口，這是需要手動(dòng)輸入校驗(yàn)值得上下限，在進(jìn)行自動(dòng)校驗(yàn)時(shí)，這些是不需要手動(dòng)輸入的，自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)會(huì)以自動(dòng)的方式從小到大的增加校驗(yàn)值；
第三步:在校驗(yàn)結(jié)束后，可以對(duì)校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行查詢(xún)，本校驗(yàn)裝置具有記錄近期校驗(yàn)表的校驗(yàn)記錄，可以調(diào)出記錄進(jìn)行查詢(xún)；
第四步:當(dāng)校驗(yàn)結(jié)束時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將有問(wèn)題的電壓監(jiān)測(cè)儀記錄在顯示窗口并可以將其打印出來(lái)，以備工作人員對(duì)其進(jìn)行更換。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
本發(fā)明是一套基于FPGA的0.05級(jí)多功能儀器儀表智能遠(yuǎn)程校驗(yàn)系統(tǒng)，以高精度交-直-交流測(cè)試電源為核心，設(shè)計(jì)控制面板及控制程序，實(shí)現(xiàn)市電電壓和標(biāo)準(zhǔn)源的自動(dòng)切換功能，研制自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)功能，提高標(biāo)準(zhǔn)源輸出精度，通過(guò)讀取標(biāo)準(zhǔn)源測(cè)量值進(jìn)行反饋，并以動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行軟件銜接。可極大地減輕現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境，提升電壓監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)的自動(dòng)控制水平，提高現(xiàn)場(chǎng)工作的安全指數(shù)。
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的原理圖。
[0012]圖中:監(jiān)控服務(wù)器1、PT轉(zhuǎn)換模塊2、電壓監(jiān)測(cè)儀3、繼電器裝置4、標(biāo)準(zhǔn)裝置5、顯示界面6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7和數(shù)據(jù)檢定模塊8。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明是一種基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)控系統(tǒng)及校驗(yàn)方法。如圖1所示，圖1為本發(fā)明的原理圖。監(jiān)控系統(tǒng)主要包括:監(jiān)控服務(wù)器1、ΡΤ轉(zhuǎn)換模塊2、電壓監(jiān)測(cè)儀3、繼電器裝置4、標(biāo)準(zhǔn)裝置5、顯示界面6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7和數(shù)據(jù)檢定模塊8。其硬件結(jié)構(gòu)為電壓監(jiān)測(cè)儀3和標(biāo)準(zhǔn)裝置5分別通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)線與監(jiān)控服務(wù)器1連接并進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)控制繼電器裝置4動(dòng)作；電壓監(jiān)測(cè)儀3和標(biāo)準(zhǔn)裝置5的另一端之間連接繼電器裝置4 ;標(biāo)準(zhǔn)裝置5與監(jiān)控系統(tǒng)顯示器相連。通過(guò)數(shù)據(jù)分析判斷是否采集ΡΤ轉(zhuǎn)換模塊2中的電壓值，控制數(shù)據(jù)檢定模塊8進(jìn)行數(shù)據(jù)檢定，并將數(shù)據(jù)結(jié)果保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7中，數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)在顯示界面6中顯示。
[0014]所述的標(biāo)準(zhǔn)裝置5采用基于FPGA和DDS結(jié)合模式，將軟件和硬件進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；標(biāo)準(zhǔn)裝置5采用FASTICA算法對(duì)采樣的諧波信號(hào)進(jìn)行盲信號(hào)分離，可有效的還原各次諧波。
[0015]所述的PT轉(zhuǎn)換模塊2采用穩(wěn)壓輸出技術(shù)，V/F轉(zhuǎn)換后輸出的電壓值為恒定標(biāo)準(zhǔn)值。
[0016]監(jiān)控系統(tǒng)在工作前通過(guò)外部串口初始化，設(shè)置監(jiān)控中心用于區(qū)分各RTU的ID號(hào)、傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔、監(jiān)控中心的IP地址與端口號(hào)、手機(jī)用戶(hù)的手機(jī)號(hào)碼；監(jiān)控中心在接收數(shù)據(jù)后，可通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的RTU進(jìn)行命令下傳與控制；每一個(gè)RTU連接GPRS網(wǎng)絡(luò)時(shí)分配的動(dòng)態(tài)IP地址與初始化的ID號(hào)相對(duì)應(yīng)，用于監(jiān)控中心區(qū)不同的RTU。
[0017]所述的監(jiān)控服務(wù)器1采用電測(cè)參數(shù)真有效值積分算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；
電壓監(jiān)測(cè)儀3中的RS232接口，也可以為紅外，這樣我們可以