[發明專利]一種遠動終端

無效

• 申請號: 97119961.2
• 申請日: 1997-10-30
• 公開（公告）號: CN1091532C
• 公開（公告）日: 2002-09-25
• 發明（設計）人: 陳曉林
• 申請（專利權）人: 保定市長林電子自動控制設備有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利事務有限公司
• 代理人: 曲家彬

本發明涉及電力行業調度自動化設備，特別是一種遠動終端。

遠動終端是用于變電站和發電廠采集遙測、遙信信號，實現遙控并遠傳的自動化設備。現有國內生產的遠動終端分為兩種：一種是傳統的直流采樣方式，這種方式需要2個機柜，且精度不穩定，使用散件過多；另一種是交流采樣微機變送器，使用一個機柜，集成度比直流采樣高，精度相對穩定。但由于其微機芯片使用8051、8098等老型號，外圍配置芯片較多，速度低，位數8少，精度低。而且，采用交流采樣的同步部分均使用鎖相環電路，該電路采用電容振蕩，當溫度變化大時，容易出現失步，并且鎖相電路是硬件自適應倍頻，有低頻振蕩，在一個周期內，不能嚴格地平分周波，穩定性、可靠性較差。因此，尚難滿足電力行業的需求。

本發明的目的就是要提供一種集成度高、抗干擾性較強、精度高、安裝維護容易，適用于電力調度部門及農田部門的遠動終端。

為完成發明任務而設計的遠動終端，由計算機、遙測模塊、遙信模塊、遙控模塊、通道模塊、互感器模塊、電源模塊及連接計算機與各模塊的電纜和機柜組成，其計算機是帶擴展智能多串口卡和Windows3.2漢化版本的奔騰機；互感器模塊包括電壓互感器PT和電流互感器CT；遙測模塊由轉接板匯接互感器模塊轉換輸出的信號，經其內的集成電路MAX307，進入內含四路采樣保持放大器、12位A/D轉換器、FIFO緩沖器、12位總線輸出的A/D轉換器AD7874，再由CPU芯片80C196KC處理后發往奔騰機；遙信模塊即脈沖電量模塊內有I²C總線接口集成電路PCF8574。采集遙信或脈沖信號，并接單片機AT89C52的腳1、腳2，經軟件對信號濾波處理后，串行口將遙信狀態和脈沖計數值發往奔騰機；遙控模塊的單片機AT89C52接收奔騰傳來的遙控命令，送至I²C總線接口集成電路PCF8574，然后從集成電路PCF8574再讀回數據，送往奔騰機，并執行奔騰機下傳的命令，使繼電器執行操作；而通道模塊也使用單片機AT89C52，并將脈沖信號經濾波及放大驅動后，輸出至端子排。

本發明中的遙測模塊最多可擴充2個，使采集線路達64個，電壓段數達16個；而遙信模塊可配置2塊，每個遙信模塊有8片集成電路PCF8574，可采集64個遙信或脈沖信號；通道模塊亦可連接2塊，以實現一發二收功能。

本發明遠動終端采用交流采樣微機變送器，去削了現有機型使用的鎖相環電路、存貯器、阻容器件等硬件電路，測量結果精度高，免去了定期調校變送器的工作；其遙信、遙控模塊由于采用單片機AT89C52和I²C總線，從而電路簡潔，抗干擾性能好；由于采用奔騰計算機作主機，處理功能強，使用Windows下C語言編程，實時性強，人機介面友好；該設備在加電后自動啟動，運行各自的實時監控程序；該終端可長時間存貯遙測、遙信數據，遙測每5分鐘存一次，遙信每一分鐘存一次，數據存貯容量可長達10年。如果在奔騰機上擴展FAX卡、視頻卡和攝像頭后，還可將變電站圖像通過電話線傳至調度端。

以下結合附圖描述本發明。

圖1為本發明遠動終端框圖。

圖2為本發明遠動終端的遙測模塊電原理圖。

圖3為本發明遠動終端的遙信模塊電原理圖。

圖4為本發明遠動終端的通道模塊電原理圖。

圖5為本發明遠動終端的遙控模塊電原理圖。

如圖1所示，本發明遠動終端由計算機，遙測模塊、遙信模塊、通道模塊、互感器模塊、電源模塊及連接計算機與各模塊的電纜組成。其工作原理是：互感器模塊中的電壓互感器PT將交流100伏電壓轉換為交流5伏信號。而電流互感器CT將交流與安培電流轉換為交流5伏信號。由多路電壓互感器PT和電流互感器CT轉換輸出的信號，經轉換板匯接后通過屏蔽電纜轉接至如圖2所示的遙測模板。經過該模塊中的集成電路MAX307(雙八選一多路開關)，進入A/D轉換器AD7874，該芯片內含四路采樣保持放大器、12位A/D轉換器、FIFO緩沖器、12位總線輸出。其CPU芯片80C196KC的運行速度為8098芯片的三倍。內含512字節RAM，增設了外設事務處理器PTS，可采用16M晶振，芯片80C196KC的高速輸入(HSI)檢測50Hz工頻周期，由軟件分割為96點的時間送至芯片80C196KC的高速輸出(HSO)，當到達一個時間點時高速輸出(HSO)自動輸出一個脈沖啟動A/D轉換器，CPU芯片檢測到A/D轉換器轉換完信號，取出數據，按照設計的調相順序，整理數據，然后計算并累加。當96點采集完后，由軟件作平均及開方運算，通過串行口發往奔騰機。遙測模塊最大可采集32條線路電流，8段電壓的數據，每條線路可測電流、電壓，有功功率、無功功率、相位、功率因數，并可積分有功電能和無功電能。并且隨時接收奔騰機傳來的調相順序數據。遙測模塊最多可擴充2個，使采集線路達64個，電壓段數達16個。遙信和脈沖電量信號是經端子板通過扁平電纜線傳至如圖3所示的遙信模塊。信號先通過開關進入硬件抗干擾、隔離及低通濾波電路，最后進入I²C總線接口集成電路PCF8574。每個遙信模塊有8片集成電路PCF8574，可采集64個遙信或脈沖信號。集成電路PCF8574采集遙信或脈沖信號，經其腳14、15接至單片機AT89C52的腳1、腳2。單片機AT89C52通過其腳1、腳2兩根I/O線讀取8片集成電路PCF8574的輸入狀態，由軟件對信號濾波處理后，進行SOE判斷和脈沖計數，通過串行口將遙信狀態和脈沖計數值發往奔騰機，并隨時接收奔騰機傳來的對時鐘信號。該遙信模塊既測量了64個狀態信號，又計數了64個脈沖信號。根據使用要求可配置2塊遙信模塊。遙控模塊如圖4所示，它的單片機AT89C52接收奔騰機傳來的遙控命令，送至I²C總線接口芯片PCF8574，然后從集成電路PCF8574再讀回數據，送往奔騰機，奔騰機將狀態對比的結果，通過通道模塊發往調度，當調度確認執行后，奔騰機將執行命令，下傳至遙控模塊輸出密碼，使繼電器模塊中的輸出繼電器工作。電源輸出，使相應繼電器工作，執行操作。延時由軟件開關設定。在此期間，遙控模塊的單片機AT89C52不停地檢測輸出口狀態，判斷是否正確。該遙控模塊最多可驅動32條線路的合與分。如圖5所示，通道模塊亦使用了單片機AT89C52，利用它的T2、16位定時計數器，0.1信號分別變成2850Hz和3150Hz的脈沖信號，經濾波及放大驅動后，輸出至端子排。通道模塊的解調器部分，采用雙鑒頻再差分的方法，將2850Hz和3150Hz信號還原為0和1。遠動終端可連接2塊通道模塊，實現一發二收功能。如果通過多媒體技術，將變電站圖像傳至后臺計算機及網上局長計算機。再將本發明遠動終端的奔騰機擴充FAX卡、視頻卡和攝像頭后，可直接通過電話線與后臺調度計算機聯網，將變電站圖像傳至后臺計算機與網上局長計算機。