基于arm微处理器电力开关柜智能操控装置设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com铷I匐似基于ARM微处理器的电力开关柜智能操控装置设计DesignofintelligentoperationandcontroldevicebasedonARMmicrocontrollerforswitchgear钟旭，李飞燕ZHONGXu．LlFei．yan(广东技术师范学院电子与信息学院，广州510665)摘要；利用32位ARM微处理器AT91SAM7A3及多功能电能计量专用芯片ADE7758设计了一种电力开关柜操控装置。该装置不仅能够准确采集电流、电压等参数，还能模拟显示一次接线图，

2、指示断路器、手车、接地开关的位置以及联锁的状态；对柜内温湿度可自行调节；具有语音防误操作提示及远方／本地操作功能。手车进出操作采用了模糊PID控制。应用结果显示了该方案的有效性和实用性。关键词：ARM微处理器AT91SAM7A3；ADE7758；智能操控装置；开关柜；手车；模糊PIO控制中图分类号：TM762；TP273文献标识码：B文章编号：1009-0194(2012)07(上)-ol35-03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2012．7(上)．410引言关设备。此外，装置在操作上应直观明了，简单方

3、便，如采用液晶显示器和菜单提示等。近年来，随着我国输配电行业向着数字化、智能化、集成化、网络化方向的快速发展，对电力开2操控装置的设计关设备的操作与控制，也提出了许多新的、更高的2．1装置整体结构及工作原理要求。目前，市场上所用开关柜智能操控装置存在根据上述要求，设计了结构如图1所示操控以下缺点：1)采用8位或16位单片机设计，外围系统。器件多，可靠性及安全性较低。2)多功能电力仪丽磊表与操控装置各自独立安装使用，造成系统功能重露尔电流传藤器————叠，接线复杂，成本高。3)手车自动进出易出现ARM堵转现象，调节效果难以满足现场

4、要求。处理器针对以上问题，本文利用32位ARM微控制器AT91SAM7A3及三相电能专用计量芯片包流输ADE7758设计了一种智能操控装置。在不额外增图1系统结构框图加成本的基础上，大大改善了系统性能，扩充了为充分发挥硬件功能，节约成本，又减少开功能，有效弥补了以往同类产品的不足。关柜接线，本装置将多功能电力仪表与操控装置1对操控装置功能要求设计为一体。系统主控芯片采用由ATMEL公司开关柜是一种根据不同用途配电接线方案，将开发的内嵌ARM7TDMI的32位ARM微控制一、二次设备组装在柜中的高压成套配电装置。器AT91SAM7

5、A3。其片内除具有ARM7内核的为满足配电要求，操控装置需要根据开关柜接线ARM7TDMI外，还集成了256KBFlashROM、方案完成如下功能：1)能够动态模拟出一次系统32KBSRAM，另有62个多功能复用的I／O端口，图；2)根据工作情况实时显示断路器、手车及接9个16位可独立编程的定时／计数器通道，多地开关位置、联锁状态；3)动态显示电压、电流个中断源(8个中断优先级)，3个增强型全双工等电力参数值；4)断路器手车进出控制准确平稳；USART，2个支持CAN2．0B的CAN控制器，2个5)能够进行断路器分合闸、接地开关

6、分合闸、紧高速SPI串口，带I2C和USB2．0接口，片内有振急分闸、解锁操作及柜内照明；6)能够对柜内温荡器和看门狗电路。由于片内资源丰富且存储容湿度进行自动调节；7)能够进行就地／远程操控开量大，因而不需要再扩展存储器等外围电路，极收稿日期：2012-01-12作者简介：钟旭(1964一)，男，副教授，研究方向为检测及智能控制、数控机床改造及故障诊断。第34卷第7期2012—7(上)[135]学兔兔www.xuetutu.com务1lI5化大简化了硬件。单元相互隔离。被控对象的工作电压分为220V、电力信号检测选用ADI公司

7、开发的ADE7758。ll0V两种，完成对开关设备操作过程的控制。在它是一款内嵌DSP的三相电能专用计量芯片，内被控对象动作的过程中，CPU实时检测动作部件部集成了6路2阶∑-AA／D转换器，带有一个的状态与动作结果，然后根据事先所设置的动作SPI串行通讯接口，两路脉冲输出。采用数字校准时间与执行单元执行过程的时间进行比较判断，技术，可通过SPI接口完成对芯片的设置、电量若超出装置设置的执行过程时间，则认为外围执数据的传输及校准。内有温度传感器，单5V供电，行过程失败，装置下发控制信号立即切断执行单低功耗，适用于三相三线和三相四

8、线电力系统中。元主回路电源，终止动作过程的执行，进行故障操控装置的工作主要由三部分组成，即模拟排除。同时，外设执行单元在设计时增加了一定量、开关量数据采集、开关设备控制和数据通信。的保护措施，具有自身、自动保护功能，防止由于意外情况而导致执行单元的损坏。系统所测