[实用新型]一种基于以太网的嵌入式电网参数监测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网监控技术领域，尤其涉及对电网参数进行实时监测的监测仪。

背景技术

当前电网参数监测一般通过控制局域网总线、RS-232、RS-485等通讯方式将若干监测仪与PC机相联，并将PC机设置成服务器，工作人员可通过以太网访问服务器，查看数据库数据，但由于该系统必须在一定区域内配置一台计算机，而且RS-232、RS-485等通讯受到距离限制。电网监测仪对电网参数中功率因素的判断一般通过软件比较运算来完成，反应速度慢且监测精度差。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足而提供一种反应速度快、监测精度高、可远距离传输监测的基于以太网的嵌入式电网参数监测仪。

本实用新型采用的技术方案是：包括多路转换模块，多路转换模块的输入外接电网的电压电流型互感器，多路转换模块的输出分别连接电压电流采样检测模块和功率因数检测模块的输入，电压电流采样检测模块和功率因数检测模块的输出分别连接有效值转换电路模块的输入，功率因数检测模块的输出连接单片机微处理器的输入；有效值转换电路模块的输出连接V/F转换电路的输入，V/F转换电路的输出连接单片机微处理器的输入，单片机微处理器分别外接多路转换模块、存储器、键盘与显示模块和以太网接口模块；单片机微处理器为SX52BD八位高速单片机，功率因数检测模块具有零比较器、译码电路和积分电路，V/F转换电路具有V/F转换器，V/F转换器连接一个积分器，积分器由运放和积分电容构成

本实用新型的有益效果是：通过以太网接口芯片连接以太网，高速单片机将实时数据通过网络接口芯片向控制中心发送，存入服务器数据库供分析研究，实现以太网通信。可对大型工矿企业的用电情况实时监测，监测三相电压、四相电流和三相功率因素，保存整点时刻的电压、电流数据和功率因素，保存月统计数据。通过硬件元件直接判别功率因素的大小及正负；用液晶屏现场显示数据，使用户可以在现场查看和设置仪表的运行参数和历史记录。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构图；

图中：1.多路转换模块；2.电压电流采样检测模块；3.功率因数检测模块；4.有效值转换电路模块；5.V/F转换电路；6.单片机微处理器；7.存储器；8.键盘与显示模块；9.以太网接口模块；10.电压电流型互感器。

具体实施方式  

参见图1，本实用新型主要包括多路转换模块1、电压电流采样检测模块2、功率因数检测模块3、有效值转换电路模块4、V/F转换电路5、单片机微处理器6、存储器7、键盘与显示模块8和以太网接口模块9。多路转换模块1的输出分别连接电压电流采样检测模块2和功率因数检测模块3的输入，多路转换模块1的输入外接电网的电压电流型互感器10；电压电流采样检测模块2和功率因数检测模块3的输出分别连接有效值转换电路模块4的输入，其中，功率因数检测模块3的输出还连接单片机微处理器6的输入；有效值转换电路模块4的输出连接V/F转换电路5的输入，V/F转换电路5的输出连接单片机微处理器6的输入，单片机微处理器6分别外接多路转换模块1、存储器7、键盘与显示模块8和以太网接口模块9，以太网接口模块9外接以太网。

单片机微处理器6采用SX52BD八位高速单片机，可实现互联网接入功能，每秒运行数据能力达1亿次。内部使用了2个独立的具有不同地址总线的存储器，一个用于程序，另一个用于数据，能从程序存储器访问数据表格，其优点是：取指和存储传送可通过多层通道交替进行，在执行当前指令的同时，能获取从程序存储器传来的下一条指令。由单片机直接驱动网络接口芯片，成为嵌入式网络化仪器，使电网监测仪能通过单片机网络接口将监测数据发送到电网控制中心的服务器，完成对电网电压、电流以及功率因数的检测，实现监测电路的信号处理、数据显示及电网运行状态显示等功能。

功率因数检测模块3具有零比较器、译码电路和积分电路，用于判别电压是超前还是滞后电流，并判别功率因素大小。电压、电流的正弦波形分别经过零比较器后转换为方波，输入2/4译码电路。译码电路只有当信号为“01”或“10”时，端口才输出电压，对积分电路充电；当信号为“00”或“11”时，输出为零。连接功率因数检测模块3的单片机微处理器6经过数据处理可确定功率因素的大小。

V/F转换电路5是将电压信号转变为频率信号，具有良好的精度、线性和积分输入特点；此外，应用电路简单，外围元件性能要求不高，对环境适应能力强，转换速度不低于一般的双积分型A/D器件，且价格较低，便于远距离传输，可通过调制进行无线传输或光传输。V/F转换电路5具有V/F转换器，V/F转换器连接一个积分器，积分器是由运放和积分电容构成。当运放输出电压超过阀值时，启动定时器开始定时。V/F转换器对小信号的反应能力取决于运放的失调电压和失调电流。低成本运放的失调电压一般低于1mV，失调电流一般低于2nA，因此对小信号有很好的转换精度，而且具有响应快速的特点。