[其他]监测供配电系统的数据采集器

说明书

本实用新型用于供配电系统的监测计量点的多点，多回路的模数转换与数据集中采集，也可用于一些机械运动量（转动、平动），电磁式仪表、转速表等多点的机电数字转换采集系统，是上述系统的物理量监测控制的一次检测元件和多通道的接口设备。

本实用新型未做出前，国内计算机在线实时监控供配电系统还无完整且经济的方案，关健在于各种电参量的检测，模数转换与接口设备，特别是对多回路系统电度量的检测、转换与自动计量没有得到很好解决，普遍研究的有二种方法：一是在计量仪表中加装脉冲转换装置；二是在二次系统加装各种电参量变送器，对前一种如上海电表厂生产的脉冲电度表，就是在表中加装磁感应式高频振荡电路的脉冲转换装置，其弱点有：整个电路均由分离器件构成，尤其电路器件本身的离散性，及随温度等外界条件变化影响，不能长期稳定运行，同时该脉冲转换电路需在仪表中增加附加装置，使仪表精度受到影响。第二种方法：是在二次检测回路加装功率、电压、电流变送器等，变送器转换的模拟信号，经模数转换器转换处理得到数据。此方法弱点有：1、增加系统误差；变送器本身精度，模数转换器精度对原系统引起的附加误差；2、被离散化的离散函数一定成度上要偏离原有的时域函数，特别是多回路系统很不适用，同时成本较高。

本实用新型的设计完成，正是为了克服上述检测、转换装置的弱点，来实现计算机在线监控，使供配电系统安全、经济运行。

本实用新型是用红外技术，设计了红外光电发射装置，接收装置来检测位移并将其转换成电信号，将电脉冲信号整形、转换，经译码编码到数据锁存，通过多通道接口设备与计算机联接，实现计算机在线实时监控。采集器的发射与接收装置部分可做成多种几何形状来满足检测点的要求，而且采集点和通道个数，可以和计算机配合任意选定。采集器的工作电压为5V。

本数据采集器采用红外光电器件及电路，组成一次传感器件，解决了抗干扰与可靠性问题。由于它本身与仪表无任何机械和电气联系，故对原系统无附加误差，同时设计的多点，多通道接口，也保证了多回路系统各点函数的连续性，加之计算机终端处理，使电网安全，经济运行，节省电力资源，比现在人工操作与管理，效率提高上千倍。

本数据采集器    造价低，容易安装实施，每检测点仅检测装置部分造价为采用变送器方法的1／10，是采用高频振荡脉冲转换装置的1／3，而且性能优于前二种方法。由于该数据采集器为多路采集器，多路信号先经数据采集器处理，故减轻了主控计算机的负担，降低了系统硬件投资。

在附图一中（1）为数据采集器的红外光电发射与接收装置。（a）和（b）可以做成多种形状来满足检测点的需要，将测得的机械转动量或平动量位移信号，通过电路送至（2）进行光电脉冲整形、转换，至（3）译码编码到（4）数据处理锁存。（4）能够接受计算机（7）的控制信号，将指定通道锁存数据通过数据总线接口（6）送至计算机（7），并对相应通道的译码编码器（3）和锁存器（4）复位。控制逻辑电路（5），根据程序发出复位，1～0指令，使（3）复位，（4）复位，（6）复位。

以上为一个通道的动作次序。

附图二为光电传感器电原理图。

图中R₁D₁构成最简单的红外光电发射电路，作为传感器的信号源；R₂D₂构成红外光电接收电路。

通电后，当接受器D₂测到一定量值的机械转动（或平动）位移信号后，就将该物理量转换成为3～12V电脉冲信号，输出到数据采集板J₅槽口某个输入端子上。

附图三为数据采集板电原理图。

图中C₁～C₃为CMOS电平转换电路；H₁～H₃为史密特脉冲整形电路；A₁～A₁₆为8位的串入／并出二进制同步计数器；I₁～I₃为6位反向器；B₁～B₁₆为8位三态锁存器；F₁为8位三态总线缓冲／驱动器；E₁、G₁分别为4－16线及2－4线译码控制器，J₁、J₁为计算机控制信号及扩充接口；J₃、J₄为8位并行数据输入、输出及扩充接口；J₅为16通道光电传感器与采集板实时信息的连接插口。整块板为总线形控制逻辑结构。