一種基于雙dsp架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀以及節(jié)能診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及專線用戶節(jié)能診斷裝置，特別是涉及一種基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀。
技術(shù)背景
[0002]能源審計(jì)是一種可以提高企業(yè)的能源利用效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效管理方式。企業(yè)通過(guò)能源審計(jì)可以獲得本企業(yè)能源管理情況和能耗水平，挖掘節(jié)能潛力，縮減企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]節(jié)能診斷作為能源審計(jì)中針對(duì)企業(yè)用電情況和節(jié)電潛力發(fā)掘的初步診斷，可以更好的判斷企業(yè)生產(chǎn)電耗，對(duì)企業(yè)節(jié)電潛力挖掘，科學(xué)合理配置用電設(shè)備的使用，提高用電設(shè)備的用電使用效率，防止浪費(fèi)電，特別是大型的耗電設(shè)備，通過(guò)一定的診斷措施，合理、科學(xué)地投入和使用，同時(shí)注重用電質(zhì)量與用電安全等目標(biāo)，這對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀，實(shí)現(xiàn)快速、精確地測(cè)得實(shí)際專線用戶的電能使用情況，并針對(duì)實(shí)際電能使用和配置情況提供合理的節(jié)能建議和決策措施，使得專線用戶做到最大化節(jié)能。
[0005]本發(fā)明另一目的在于提供應(yīng)用上述基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀的節(jié)能診斷方法。
[0006]本發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀，包括前置接線部分、信號(hào)采樣單元、DSP信號(hào)處理單元、人機(jī)接口單元以及供電單元；
[0008]所述信號(hào)采樣單元、DSP信號(hào)處理單元、人機(jī)接口單元依次連接；
[0009]所述供電單元依次與三相電壓電流信號(hào)采樣單元、DSP信號(hào)處理單元和人機(jī)接口單元相接；
[0010]所述信號(hào)采樣單元包括依次連接的信號(hào)傳感單元、信號(hào)調(diào)理單元和ADC采樣單元;
[0011 ] 所述前置接線部分包括電壓夾和電流鉗，電壓夾和電流鉗分別為三相電壓夾和三相電流鉗；前置接線部分連接信號(hào)采樣單元至待測(cè)專線用戶線路；
[0012]所述的DSP信號(hào)處理單元包括1#DSP單元、2#DSP單元以及雙口 RAM ;所述1#DSP單元、雙口 RAM、2#DSP單元依次相互連接；
[0013]所述人機(jī)接口單元包括SD卡和U盤讀寫(xiě)電路、串口通信電路、外擴(kuò)FLASH電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、外擴(kuò)RAM電路以及鍵盤及LCD液晶顯示電路；各個(gè)電路分別與2#DSP單元連接。
[0014]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述ADC采樣單元包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、過(guò)零比較電路和PLL倍頻鎖相環(huán)電路；A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用MAX1324采樣電路；信號(hào)傳感單元包括電壓傳感器和電流傳感器；信號(hào)調(diào)理電路包括檢流電路和電壓放大電路；所述電壓夾、電壓傳感器、電壓放大電路、過(guò)零比較電路、PLL倍頻鎖相環(huán)電路依次連接；所述電流鉗、檢流電路和MAX1324采樣電路依次連接；電壓放大電路還與MAX1324采樣電路連接。
[0015]優(yōu)選地，所述電壓傳感器和電流傳感器選用電壓/電流霍爾傳感器。
[0016]優(yōu)選地，所述供電單元包括采樣板電源、主板電源及+5V電源；+5V電源一端與外部電源連接，另一端分別與采樣板電源和主板電源連接；采樣板電源和主板電源分別與信號(hào)采樣單元和DSP信號(hào)處理單元連接。
[0017]優(yōu)選地，所述過(guò)零比較電路由0PA4227放大器和LM311比較器構(gòu)成；
[0018]優(yōu)選地，所述PLL鎖相環(huán)電路由計(jì)數(shù)器⑶4040和鎖相器⑶4046構(gòu)成。
[0019]優(yōu)選地，所述1#DSP單元和2#DSP單元選用16位定點(diǎn)DSP芯片TMS320F2407、TMS320F2812、TMS320F28335 或者 TMS320F 28337D 芯片；所述雙口 RAM 選用基于IDT7008S20PF 雙口 RAM 電路。
[0020]優(yōu)選地，所述檢流電路選用0PA4227檢流電路；所述電壓傳感器選用CLSM -1OmA型霍爾傳感器或者JLB - 16霍爾電壓/電流傳感器。
[0021]所述基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀的節(jié)能診斷方法，包括如下步驟:
[0022]I)先進(jìn)入初始化狀態(tài)，初始化包括1#DSP單元和2#DSP單元的初始化，在兩塊DSP內(nèi)分別啟動(dòng)初始化程序；
[0023]2)初始化完成后，即進(jìn)入啟動(dòng)測(cè)量狀態(tài)，診斷儀開(kāi)始采樣待測(cè)線路三相電壓、電流信號(hào)，若采樣未完成，則繼續(xù)采樣，直至采樣結(jié)束，采樣數(shù)據(jù)進(jìn)入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換，該過(guò)程受1#DSP單元同步轉(zhuǎn)換控制，轉(zhuǎn)換成功的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入1#DSP的數(shù)據(jù)處理芯片內(nèi)，根據(jù)FFT算法，進(jìn)行計(jì)算處理和分析，得到要用到的各種有價(jià)值的電力能耗參數(shù)，包括三相電壓、電流基波值、I?25次諧波電壓、電流、各相有功、無(wú)功、視在功率、功率因數(shù)、電壓波動(dòng)和閃變、三相不平衡度、諧波畸變率；
[0024]3) 2#DSP單元將1#DSP單元計(jì)算處理的所述電力能耗參數(shù)以數(shù)據(jù)格式讀寫(xiě)到人機(jī)接口單元，電力能耗參數(shù)通過(guò)IXD12864液晶模塊顯示出來(lái)，或通過(guò)數(shù)據(jù)通信方式上傳到上位機(jī)節(jié)能診斷分析軟件子系統(tǒng)，或通過(guò)SD卡或U盤上傳到上位機(jī)，由節(jié)能分析師操作節(jié)能診斷軟件進(jìn)行分析工作，生成節(jié)能診斷分析報(bào)告和用戶能耗數(shù)據(jù)文件，反映專線用戶的耗能情況和用電配置情況，根據(jù)節(jié)能診斷分析報(bào)告，給專線用戶提供相應(yīng)的合理性措施和建議。
[0025]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0026]I)現(xiàn)有技術(shù)用戶端內(nèi)部的配電系統(tǒng)普遍缺乏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即便有在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但在電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和分析方面技術(shù)存在著不足，故特研制了基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能潛力智能診斷儀。本發(fā)明的基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀“即插即用”、可至少存儲(chǔ)一周數(shù)據(jù)，具有操作簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)、便攜易推廣、測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在用戶不停電的條件下，對(duì)各類大用戶的節(jié)能用電情況和電能質(zhì)量可實(shí)施有效地在線監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄。
[0027]2)該發(fā)明采用雙DSP結(jié)構(gòu)，使得數(shù)據(jù)處理快速、精確并且具有強(qiáng)大的人機(jī)交互功能。該儀器利用三相電壓電流采樣單元采集專線用戶的三相電壓、電流信號(hào)及零線電壓、電流信號(hào)，在DSP信號(hào)處理單元中通過(guò)相應(yīng)的算法(快速傅里葉分解變換，簡(jiǎn)稱為FFT算法)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，可以準(zhǔn)確計(jì)算出各種有價(jià)值的電力數(shù)據(jù)，如三相電壓電流基波有效值，各次諧波幅值、相位，各次諧波含量及總諧波含量，三相功率(包括視在、有功和無(wú)功功率)，功率因數(shù)、頻率等。計(jì)算得出的電力參數(shù)或以數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)在大容量可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備(比如U盤或SD卡)中，或通過(guò)各種通訊方式(RS232/RS484/GPRS/Zigbee)供給與之配套的節(jié)能診斷應(yīng)用分析軟件(編程語(yǔ)言是Visual Basic2012)使用，以得出專線用戶節(jié)能診斷分析報(bào)告，為用戶進(jìn)行最大化節(jié)能生產(chǎn)提供合理的建議和決策措施。
[0028]3)本發(fā)明采用雙DSP結(jié)構(gòu)，以雙口 RAM作為雙DSP之間的通信橋梁，使得數(shù)據(jù)處理快速、精確并且具有強(qiáng)大的人機(jī)交互功能(包括按鍵操作、液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等)。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為圖1中信號(hào)采樣單元、供電單元和人機(jī)接口單元組成及連接示意圖；
[0031]圖3為圖2中信號(hào)采樣單元和人機(jī)接口單元優(yōu)選組成及連接示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明雙DSP串口通信原理圖；
[0033]圖5為基于雙DSP架構(gòu)的專線用戶節(jié)能診斷儀的工作流程圖；
[0034]圖6為本發(fā)明1#DSP采樣程序運(yùn)行流程圖；
[0035]圖7為本發(fā)明1#DSP單元和2#DSP單元主程序運(yùn)行流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的基于雙DSP架