直流屏监控系统的开发

威海职业学院信息工程系 徐进强

直流屏监控系统的开发

威海职业学院信息工程系 徐进强

本文论述了直流屏监控系统在电力系统的应用,介绍了一款自主研发的监控系统的设计特色、软硬件设计方案以及实际应用效果.实践证明,该系统人机交互效果良好、性能可靠、功能更强大,具有一定的推广和实用价值.

直流屏;电力系统;无线通信

1.序言

随着计算机与通信技术的飞速发展,电力系统向着电站无人值守、系统综合自动化和网络化管理的方向发展.直流屏是发电厂以及变电站中的电力操作电源的简称,它是电力系统的重要组成部分,直流屏的电源质量、可靠性以及自动化程度对电力系统起着至关重要的作用.

本文设计的直流屏监控系统,主要用于监测直流屏设备的运行状态,综合运用了网络通信技术,通过GSM模块与管理维护人员进行通信,实现了信息的远程传输,降低了维护人员的工作强度,并通过触屏式人机界面实时显示,同时可以将异常或故障信息及时发送给设备的维护人员.该系统能够在异常状态未上升至故障时就被发现并予以排除,能够最大程度上保证直流屏系统工作状态正常,从而保证电力系统的安全运行.

2.直流屏监控系统

该直流屏监控系统主要可以监测三相交流输入电压、三路直流电压、两路电流数据,十路数字信号.其中AC/DC信号可以用于监测输入电压与蓄电池组电压;电流信号可以用于监测蓄电池组的工作状态;十路数字信号可以根据用户使用环境搭配不同功能的数字传感器.

2.1 硬件设计方案与特色

硬件设计应该从均衡高性能、低成本、易维修等方面来考虑.直流屏监控系统采用高速高性能工业微控制器作为主控芯片,性能可靠,芯片内部集成了ADCDAC转换电路,解决了ADDC信号的模数转换供单片机采集与分析处理;通过电磁兼容设计对GSM通信模块与低频电路信号进行了隔离,从而增强了系统的安全性;人机交互采用7英寸触控彩屏设计;数据采集传输使用并行接口接入主板;模拟信号与数字信号同步监测同步显示,采样部分电路相对独立.

蓄电池组是整个直流屏系统的核心部分,对蓄电池组的监控与检测是保证直流屏系统运行正常的核心要务.本套系统可以通过搭配不同的传感器可以实时监测蓄电池组电压、电流和电池室温度,对蓄电池组电压.温度进行巡检,能够及时发现异常状态,确保直流系统的运行安全.

发电厂与变电站的直流系统比较复杂,通过电缆线与室外配电装置的端子箱、操作机构相连.另外,在安装过程中有可能会造成线路绝缘层的损伤导致系统接地.因此,在直流屏系统中加入了开关量监测的端子模块.在实际应用中,当直流系统发生一点接地的时候,由于没有短路电流,熔断器不会熔断,使得系统仍能继续运行;若此时发生另一点接地,可能会引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的误动作.因此,对直流系统的绝缘监测是十分必要的.该直流屏监控系统引入了开关量的监测功能,有效的解决了传统监测系统传感器构成复杂相应不灵敏的缺点.

2.2 软件编写流程

在软件设计方面,利用单片机的中断功能实现多路程序在逻辑上的并行运行,细节处理上确保了交流信号与直流信号同时采集的工作状态的稳定.当系统出现信息异常之后,自动向管理员发送提示信息,若异常状态不清除,不再重复发送信息.当有新的异常状态发生以后,能上传新的信息,程序仍旧循环执行.程序设计总体流程图如图1.

图1

2.3 应用效果分析

国内同类型产品大多数功能单一,或者是性能不够完善,一般使用232与485模块电平转换之后与计算机进行串口通信,未使用无线通信模式,灵活性不足.国外的许多同类型产品,性能虽高,但是不能很好的根据用户的实际需求搭配不同功能的传感器模块.而且价格过于昂贵.

该直流屏监控系统可以在变电厂、发电站、医院、油田等使用直流屏系统的多种场合使用,结构简单,安装、调试方便,性能可靠,人机交互界面友好,易于操作.该系统改变了以往产品使用现场总线通信的工作方式,使用无线模块进行数据交换,根据实际需求灵活搭配外置的数字传感器模块;可同时监测直流电压与交流电压,直流电流与多路数字信号,功能更强大;自带液晶屏幕,提供了良好的触屏式人机交互界面.该系统有效降低了管理维护人员的工作强度,使得无人值守成为现实.

3.结束语

随着电力智能化的不断发展,无人值守构想逐渐被人们重视,智能供电设备越来越被关注,监控系统的设计也综合考虑了性能与易维护性.本文提出的直流屏监控系统模块集成度高,易于维修更换,采用交流信号与直流信号、数字信号与模拟信号同步监测的工作模式,使用GSM无线移动网络与管理维护人员进行人机交互,任意一路信号异常即向工作人员发送整机状态信息,从而有效降低了工作人员的值守工作强度,可以使用户远程获取异常信息,大大提高了工作效率.

[1]季兴龙.基于MSP430直流屏电源电压检测系统[J].电子质量,2014,(10):8-10.

[2]任克英.直流屏在线监测系统在新阳集控站的应用[J].电世界,2011,(2):39-40.

徐进强(1974-),男,山东青岛人,硕士,副教授,专业带头人,主要研究方向为嵌入式技术开发.