基于dsp與fpga電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，此設(shè)計(jì)分為兩部分，第一部分是諧波信號(hào)的接收以及傳輸，數(shù)據(jù)采集模塊采集到電能中諧波信號(hào)，由AD7606模塊通過RS485總線送至FPGA中，再由FPGA送進(jìn)DSP中，數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)理電路調(diào)整送至PC；第二部分是電能智能化質(zhì)量改善，數(shù)據(jù)被送入PC中，將處理程序經(jīng)CAN總線送入DSP中，由RS232總線送到D/A模塊中，經(jīng)D/A處理后信號(hào)送入電力系統(tǒng)消除諧波，使電能達(dá)到高質(zhì)量指標(biāo)。
【專利說明】
基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及智能化的對(duì)電能質(zhì)量性能分析改善領(lǐng)域，具體為一種基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自從改革開放以來，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，負(fù)載種類也越來越多，國民經(jīng)濟(jì)的提高是的人民群眾對(duì)電能需求量越來越大，不僅在量增加的情況下要求質(zhì)的提高;在人們的生活中不對(duì)稱性、沖擊性以及非線性變化的增加，使得電能質(zhì)量問題日益突出，這也成為了用戶和電力部門日益關(guān)注的重要問題。在現(xiàn)有的電能的監(jiān)控系統(tǒng)中大多數(shù)檢測的電能指標(biāo)單一，無法實(shí)現(xiàn)電能檢測的連續(xù)性、實(shí)時(shí)性的監(jiān)測，同時(shí)其裝置的抗干擾性能不強(qiáng)，這就使得在電能的監(jiān)測工作中存在很多問題。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)輸、配電系統(tǒng)瞬時(shí)擾動(dòng)檢測，保證電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)反饋至監(jiān)測中心并得到快速處理，提高電能的質(zhì)量，減少社會(huì)的經(jīng)濟(jì)損失，滿足人民的高質(zhì)量的電能需要，本實(shí)用新型公開了一種更加安全、可靠、智能的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，它可以將現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)測并連續(xù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，工作人員在接受到現(xiàn)場數(shù)據(jù)后，迅速對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并傳輸，解決電能存在的問題;本設(shè)計(jì)采用智能實(shí)時(shí)控制所以操作簡單易行，能夠更快速更全面的減少生命安全和財(cái)產(chǎn)的損失。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的是提供一種基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，已解決現(xiàn)有技術(shù)連續(xù)性、實(shí)時(shí)性以及安全可靠性上的難題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于包括:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊;數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和AD7606模塊，其中AD7606為美國ADI公司最新推出的8通道16位同步AD轉(zhuǎn)換器;數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS485總線、RS232總線和CAN總線；數(shù)據(jù)處理模塊包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、調(diào)理電路以及PC;數(shù)據(jù)輸出模塊包括D/A模塊和實(shí)時(shí)信號(hào)輸出模塊;當(dāng)相應(yīng)的處理信號(hào)輸入到相應(yīng)裝置設(shè)備來調(diào)整電能的質(zhì)量，這樣就完成了一次完整的電力監(jiān)測處理過程。
[0006]所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和AD7606模塊;數(shù)據(jù)輸入模塊是當(dāng)電能存在不對(duì)稱或非線性的諧波變量時(shí)，此時(shí)將諧波模擬信號(hào)接收并記錄下來;AD7606模塊是將接收下來的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的裝置，其中AD7606為美國ADI公司最新推出的8通道16位同步AD轉(zhuǎn)換器。
[0007]所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS485總線、RS232總線和CAN總線；RS485總線實(shí)現(xiàn)AD7606模塊和EP2C8QF208系列的FPGA的連接，將相應(yīng)電能諧波模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量向FPGA傳輸;RS232總線實(shí)現(xiàn)TMS320LF2407系列的DSP和D/A模塊之間的連接，將處理好的信號(hào)由DSP傳送至D/A模塊轉(zhuǎn)換成模擬量送至電力系統(tǒng)中；CAN總線實(shí)現(xiàn)PC與DSP之間的連接，完成人機(jī)數(shù)據(jù)的傳送。
[0008]所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)處理模塊包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、調(diào)理電路以及PC ； EP2C8QF208系列的FPGA是將通過數(shù)據(jù)采集模塊采集來的數(shù)據(jù)送入FPGA，F(xiàn)PGA處理好相應(yīng)的數(shù)據(jù);再將FPGA處理好的數(shù)據(jù)送入DSP中；調(diào)理電路是將FPGA和DSP處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，再次傳輸給它們;這樣工作人員在了解諧波信號(hào)后將處理程序輸入PC中，接著由PC將數(shù)據(jù)傳送至DSP。再傳送至D/A模塊處理后由信號(hào)輸出模塊輸入電力系統(tǒng)中；FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)連續(xù)采集和高效讀入，同時(shí)保證了 DSP程序運(yùn)行的連續(xù)性和高效性。
[0009]所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)輸出模塊包括D/A模塊和信號(hào)輸出模塊;數(shù)據(jù)輸出模塊是將DSP處理后得到的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A處理，滿足要求后傳入電力系統(tǒng)中，經(jīng)過一系列動(dòng)作后可消去諧波變量，得到很高的電能質(zhì)量。
[0010]本實(shí)用新型采用數(shù)據(jù)采集模塊接收電能中存在的諧波信號(hào)并記錄下來，由AD7606模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后通過RS485總線將諧波信號(hào)傳送至FPGA中，再由FPGA快速連續(xù)處理后送至DSP中，調(diào)理電路將FPGA和DSP處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，再次傳輸給FPGA和DSP中，此時(shí)由DSP將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳送至PC，此時(shí)工作人員了解諧波信號(hào)后將處理程序輸入PC中，接著由PC將數(shù)據(jù)經(jīng)CAN總線傳送至DSP中，新的數(shù)據(jù)進(jìn)過D/A處理，由信號(hào)輸出模塊將相應(yīng)處理信號(hào)送入電力系統(tǒng)，經(jīng)過一系列動(dòng)作后消除諧波，使電能達(dá)到高質(zhì)量指標(biāo)，本系統(tǒng)對(duì)電能進(jìn)行連續(xù)性、實(shí)時(shí)性的監(jiān)測，同時(shí)其裝置的抗干擾性能，最大程度保證了人們高質(zhì)量用電標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型的電路簡單可靠、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)可靠、操作簡單、安全價(jià)值高、便于維護(hù)等許多優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊首先是數(shù)據(jù)輸入模塊(I)接收電能中存在的諧波信號(hào)并記錄下來，由AD7606模塊(2)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后通過RS485總線⑶將諧波信號(hào)傳送至FPGA(4)中，再由FPGA(4)快速連續(xù)處理后送至DSP(5)中，調(diào)理電路(6)將FPGA(4)和DSP(5)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，再次傳輸給FPGA(4)和DSP(5)中，此時(shí)由DSP(5)將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳送至PC(7)，此時(shí)工作人員了解諧波信號(hào)后將處理程序輸入PC(7)中，接著由PC(7)將數(shù)據(jù)經(jīng)CAN總線(8)傳送至DSP (5)中，新的數(shù)據(jù)由RS232總線(9)傳送到D/A模塊(10)，經(jīng)過D/A處理后由信號(hào)輸出模塊(11)將相應(yīng)處理信號(hào)送入電力系統(tǒng)，經(jīng)過一系列動(dòng)作后消除諧波，使電能達(dá)到高質(zhì)量指標(biāo)。
[0014]原理如圖1所示，此設(shè)計(jì)分為兩部分，第一部分是諧波信號(hào)的接收以及傳輸，數(shù)據(jù)采集模塊采集到電能中諧波信號(hào)，由AD7606模塊通過RS485總線送至FPGA中，再由FPGA送進(jìn)DSP中，經(jīng)調(diào)理電路調(diào)整后將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳送至PC。第二部分是電能智能化質(zhì)量改善，數(shù)據(jù)被送入PC中，將處理程序輸入后再次由PC經(jīng)CAN總線送入DSP中，并通過RS232總線送到D/A模塊中，經(jīng)過D/A處理后由信號(hào)輸出模塊將相應(yīng)處理信號(hào)送入電力系統(tǒng)，經(jīng)過一系列動(dòng)作后消除諧波，使電能達(dá)到高質(zhì)量指標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于包括:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊;數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和AD7606模塊；數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS485總線、RS232總線和CAN總線；數(shù)據(jù)處理模塊包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、調(diào)理電路以及PC;數(shù)據(jù)輸出模塊包括D/A模塊和實(shí)時(shí)信號(hào)輸出模塊；當(dāng)相應(yīng)的處理信號(hào)輸入到相應(yīng)裝置設(shè)備來調(diào)整電能的質(zhì)量，這樣就完成了一次完整的電力監(jiān)測處理過程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和AD7606模塊，其中AD7606為8通道16位同步AD轉(zhuǎn)換器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS485總線、RS232總線和CAN總線;RS485總線實(shí)現(xiàn)AD7606模塊和EP2C8QF208系列的FPGA的連接;RS232總線實(shí)現(xiàn)TMS320LF2407系列的DSP和D/A模塊之間的連接;CAN總線實(shí)現(xiàn)PC與DSP之間的連接，完成人機(jī)數(shù)據(jù)的傳送。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP與FPGA電能質(zhì)量智能監(jiān)控處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)處理模塊包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、調(diào)理電路以及PC，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)連續(xù)采集和高效讀入，同時(shí)保證了 DSP程序運(yùn)行的連續(xù)性和高效性。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK205506970SQ201620273590
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】聶然, 曹珍貫, 劉駿, 王躍豪, 徐牧, 張子良
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)