基于DAP的电力电源系统集中监控器的研究

　　电力电源系统是电力系统的重要设备，主要用于发电厂、变电站、通信电源中，是保证自动控制与保护、动力、仪器仪表、信号、通信、事故照明等的重要电源，其性能和质量直接关系到电网的稳定运行和设备安全。以往的电力电源设备集中监控器主要以单片机为核心来实现对各信号采集、控制、通信等，与单片机相比，DSP芯片具有更好的处理性能，更低功耗, 更高的外设集成度，实时控制能力更强。本文将TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A用于电力直流系统的监控装置研制中，利用其高效的实时处理能力（30MIPS），实时检测直流充电模块、蓄电池的运行状态，记录和处理相关数据，使远程机能实现对电力电源设备的遥信、遥测、遥控、遥调，从而有利于用计算机监控系统代替人工控制技术，满足电站自动化的要求，实现无人值守变电站，提高电网的综合效率和可行性。

2　监控系统整体结构

　　监控系统的整体结构由监控调度中心计算机、集中监控器、充电模块监控单元组成。监控调度中心可通过电话网、MODEM或CAN、LONWORK总线与集中监控器进行串行通信；集中监控器通过RS485或RS232与智能充电模块进行串行通信。集中监控器能随时通过串行通信接受并快速响应来自上层监控中心的监测命令和控制指令，一方面通过串行通信实现对下层监控单元（充电模块）的遥测、遥控、遥信、遥调。另一方面向监控调度中心发送状态改变或告警信息。维护人员可在监控调度中心监视各个现场整流配电设备的运行情况，实现无人值守。

3　集中监控器的工作原理与硬件设计

3.1　集中监控器的工作原理

　　集中监控器的结构由数据处理单元、人机接口（键盘、显示、时钟）单元、串行通信单元等组成。
　　如图1所示，各监测的模拟量经多路开关CD4051选择进入2407A的AD转换接口，由2407A定时采样，由于监测的模拟量较多，采样时DSP采用级联模式，一次作16个转换，DSP对转换后的数据进行比较、计算、存储、显示、报警等。开关量输入经光耦和缓冲器进入DSP的IOPB口，DSP通过对IOPB口的检测和数值处理结果再产生相应的动作如声光报警，关闭电源模块等。通过人机接口的按键，可上、下、前、后翻屏查看监控信息（充电模块状态，蓄电池状态等）和更改系统参数设置（温度补偿系数、电压、电流阈值等）。DSP对模块电源、蓄电池的控制分别通过串行通信、继电器动作来完成。其中模拟量输入包括交流输入电压、交流输入电流、系统输出直流电压、系统负载总电流、蓄电池的电压、电流、温度、环境温度等等。这些模拟量信号通过传感器和变送器转换而来，如：直流输出电压取样来自直流屏输出端，经降压、缓冲、滤波后，变换为0－3.3V的电压；电流取样来自配电屏分流器，经放大、光电耦合、滤波、缓冲后，变换为0－3.3V电压。数字量输入包括熔丝断、直流输出过压、欠压信号，主要开关状态.