基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计

以8位高速、低功耗微控制器STC12C5A60S2为硬件控制核心,以LabVIEW 2012为上位机软件开发平台,设计了一个多路数据采集系统。由下位机单片机对多路模拟信号量进行数据采集,通过串口将采集的模拟量信息上传到上位机,上位机LabVIEW对采集的数据进行存储、显示及处理、分析,实现了多路模拟量的实时监测。经实际验证,该系统运行情况良好。该系统设计具有较强的通用性,稍加修改即可应用到其他实际系统设计中,具有一定的参考价值和实用性。     

模拟量输入合并单元工程测试方案分析

与数字量输入合并单元的测试相比,模拟量输入合并单元的测试涉及到模拟量和数字量的同步接入及分析,对测试装置和系统的要求更高。目前,国内已经出版的相关行业标准和企业标准并没有涉及具体的测试方法,只是概括性地叙述了测试流程,可操作性太弱。从智能变电站的技术特点和模拟量输入合并单元的原理出发,对其工程测试的内容、方法以及对测试系统的要求进行分析,为模拟量输入合并单元的工程测试提供依据。     

“用STC单片机制作板式PLC及其应用实例”连载 七、模拟量输入输出板制作

<正>前几篇文章分别介绍了开关量输入电路板和输出电路板的组成及其制作。除了开关量,控制系统还会涉及模拟量。模拟量有电压型和电流型两种。按照转换软件最大能够做到8路模拟量输入和4路模拟量输出,并考虑与MCU板匹配、选用单片机及转换软件的参数规定,本文介绍以3路相同输入电路和1路输出电路为1个单元的电压型输入输出电路板。     

适用于智能变电站混合数据源接入的保护同步采样方法

现阶段变压器差动保护、备自投、母线保护等装置都需要适应电磁式互感器、电子式互感器(含合并单元)同时接入的情况,为此设计了一种适用于混合数据源接入保护装置的数据同步采样方法。以保护装置内部的采样脉冲时刻为同步基准,对多路采样值(SV)输入进行插值同步,并同时启动模拟量输入的AD转换;通过实时测频和实时调整采样间隔对不同类型数据源输入信号的频率进行跟踪,以实现同步采样。该方法提高了智能变电站二次设备的适应性,在保护装置和模拟量输入的级联合并单元中均可采用。采用现场可编程门阵列(FPGA)实现了设计方案,在智能化保护装置中的应用和测试结果验证了该方案的有效性。     

基于多分组并补电容器的新型微机保护装置研制

新研制的电容器保护装置遵循"多路模拟量输入单一开关量输出"的原则,适应了负荷末端供电网络为了提高无功补偿的效果而采取的电容器自动投切多分组保护的需求。输入的多分组模拟量通过内部电路的"或门"比较分析,有选择地投退断路器和切除各分组故障电容器,降低了设备的浪费并提高了保护可靠性。对新研制的保护装置的特点、软硬件构成和保护配置原理及判据进行了详细的分析。     

基于存储器动态刷新的多路模拟量输出系统

针对多通道，慢速率的模拟量输出系统的特点，作者设计一个基于存储器动态刷新的多路模出系统，该系统采用64个输出通道共用一个D／A，刷新不占用CPU时间，由控制电路产生，通过CPU和控制电路共享存储器实现模拟量的输出保持和更新。     

模拟量输入合并单元计量性能测试研究

目前对模拟量输入合并单元的计量性能研究较少,现有合并单元测试规范中与误差相关的部分均参照电子式互感器标准制定,难以满足计量性能测试的要求,限制了数字化电能计量技术的发展。为研究模拟量输入合并单元的计量特性,从信号流程角度,分析了模拟量输入合并单元的误差环节,比较了模拟量输入合并单元与电子式互感器和电子式电能表的结构异同,总结了计量特性误差影响因素。并以基本误差为例,按照不同标准对2台不同厂家生产的标称0.2 S级准确度的合并单元进行了单相和三相误差测试。测试数据显示单相测试和三相同时测试的结果有差异,说明各通道相互之间有影响,且输入信号越小,相互影响越大。针对现有合并单元测试规范不能正确反映计量性能的问题,提出评价模拟量输入合并单元计量性能时,不能仅仅参考电子式互感器标准,还应参考电子式电能表检定规程增加计量性能相关测试项目,完善计量用合并单元的相关测试规范。     

模拟量输入合并单元时间性能参数测试系统研究

模拟量输入合并单元是智能变电站中广泛应用的设备,其时间性能是否满足规范要求直接关系到采样数据的同步性,对变电站计量与保护装置正常运行产生影响。目前较少有针对时间性能进行的研究及较为全面的时间性能测试系统。文章根据模拟量输入合并单元检验规范中时间性能的技术要求,分析了时间性能参数的含义及误差来源,提出针对模拟量输入合并单元不同时间性能参数、不同同步方式的测试方法,研制了时间性能参数测试系统,并对测试系统进行了TDC测时、相差测量准确度验证,及测试系统报文解析功能验证。结果表明,系统符合"三分之一准则"下的误差要求,满足时间性能检验需求。     

8098单片机数据检测系统

文中介绍了用单片机组成高精度、快速检测系统。该系统可对压力、扭矩、温度等模拟量进行多路快速采样、处理、显示并打印。由于8098单片机自身带有10位A/D转换器及Watchdog等功能,因此,该系统特别适合于工业现场的检测和控制。     

基于多路开关的遥测故障分析与验证

为了使航天器在在轨管理工作中,更加快速、准确地定位并处理多路电子开关失效故障,以在轨航天器遥测为背景,提出了一种多路电子开关(CD4067芯片)失效下的故障模式并根据航天器模拟量遥测采集的典型电路进行了硬件实验和软件仿真.通过实验总结出了CD4067芯片的失效特性,为遥测多路开关故障处理提供了客观依据.实验结果表明,通过计算遥测数据的变化可以定位故障遥测链路.     

基于生命周期评价的不同电源对环境影响的比较

用生命周期评价方法对工业固体废弃物焚烧发电、生物质气化发电、风力发电、天然气燃气蒸汽联合循环发电等几种电源型式对环境的影响,进行了编目分析,计算了其污染物排放量,并且都与燃煤发电进行了比较。     

基于串口通信的DSP在线烧写技术研究

为了解决DSP嵌入式系统某些特殊应用场合升级不方便、维护困难的问题,提出了一种基于串口通信向片内Flash在线烧写程序的方法.描述了该在线烧写方法的基本思想和实现步骤,并结合工程实际需要,优化了接收升级指令的时机,并在片内Flash设置应用程序备份区,进一步提高了烧写的可靠性和安全性,增强了系统的容错性和自愈恢复能力.实验结果表明,该方法有效可行,方便可靠,相比于传统基于JTAG烧写,可摆脱仿真器进行程序升级,提高了嵌入式系统的可维护性.     

基于微位移的超分辨重建技术研究

CCD图像传感器广泛用于图像采集,受其内部结构和外部条件的影响,采集到的图像质量不能满足人们的需求,通过硬件改进提高图像质量面临经济与技术两方面的难题。为此本文利用多幅微位移图像间的冗余信息重建出高分辨率图像,既低成本又易实现。针对CCD与目标物间有相对微位移来获取序列低分辨率图像的情况,采用一种解线性方程组的方法对采集到的4幅微位移图像进行重建,并对这种算法进行优化。实验结果图可清晰地看到重建图像可分辨更多线对,高频信息量增加,算法具有较好的效果。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差.随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差.利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足.所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题.最后讨论了对该算法的评估方法.     

基于光生物效应的办公空间采光研究初探

该文将办公室天然采光与光生物效应相结合,通过分析在不同光气候、季节时段、采光口朝向、亮度水平的天然采光条件下,人眼瞳孔大小、主观感受等变化规律,研究在光生物效应作用下,天然光的光色（光谱分布）、光照强度（亮度）与人的视觉心理生理变化之间的关系,整理在不同光色下瞳孔变化与亮度水平函数关系式,以期能提出符合节能要求、有利于办公人员身心健康及提高工作效率的办公空间采光环境方案,完善办公空间天然采光的健康模式,从而进一步促进绿色照明和健康照明。     

基于Linux的SCADA系统后台服务器的研究

随着微机技术的不断发展，以Linux为代表的自由软件越来越多地应用于各个领域。针对自由软件Linux应用到电力SCADA系统后台服务器中这一课题进行了可行性研究。通过与传统的Unix工作站后台服务器相比较，提出了基于PC／Linux的SCADA后台服务器。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

基于TMS320C6747的SVPWM实现方法研究

空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)是逆变系统设计的是重要方法之一,本文详细介绍了SVPWM方法,探究了使用数字信号处理器TMS320C6747生成SVPWM波的方法和实现过程。对SVPWM实现的软件和硬件均进行了设计,并在此基础进行了实验,实验表明该逆变系统的具有良好的可行性、有效性和可靠性。     

基于PSCAD/EMTDC的电网GIC影响仿真分析

地磁暴在电网中产生的地磁感应电流影响电力系统运行,研究地磁感应电流在电网中的分布、大小及影响等问题有重要意义。在提出了研究我国电网地磁感应电流影响问题必要性的基础上,给出了基于平面波理论的地表面势的算法,以及用PSCAD／EMTDC软件分析电网地磁感应电流影响的思路,并对仿真分析中的仿真条件、理论依据、注意事项等问题进行了讨论,最后给出了仿真实例的分析结果。实例分析表明,我国电网的地磁感应电流问题是有必要深入研究的课题,PSCAD／EMTDC软件是分析电网地磁感应电流影响的有效工具和最佳选择。     

基于CORBA实现OPC技术探索

OPC（过程控制中的对象链接与嵌入技术）是工业控制和生产自动化领域中硬件和软件之间的接口标准，近年来在电力系统广泛应用。它是一种基于DCOM（分布式组件对象模型）的技术。由于DCOM的平台相关性，不利于OPC技术的进一步应用。而代表分布对象技术主流的CORBA（通用对象请求代理体系结构）技术具有跨平台、语言无关等突出优点，本文尝试采用CORBA技术实现OPC技术。探讨了基于CORBA实现OPC技术的解决方案，通过具体的实现过程展示了方案的可行性，并通过测试用例和应用实例验证了方案的实用性和有效性。基于CORBA实现OPC技术，将大大提高OPC技术跨平台、跨语言应用的能力，使其成为一种更广泛适用的标准。