profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在智能電力儀表中的研究應(yīng)用

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringTHERESEARCHANDAPPILCATIONOFINTELLIGENTELECTRICALINSTRUMNETBASEDONPROFIBUSAuthor：：：JiabinXuSpecialty:ControlEngineeringAdvisorⅠⅠⅠ:AssociateProf.WeiWangAdvisorⅡⅡⅡ:SnEngr.LanPengShanghaiJia

2、oTongUniversityShanghai,P.R.ChinaMarch15,2013第2頁(yè)萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在智能電力儀表中的研究應(yīng)用Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在智能電力儀表中的研究應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在智能電力儀表中的研究應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在智能電力儀表中的研究應(yīng)用摘摘摘摘要要要要智能電力儀表具有多功能，智能化，具備遠(yuǎn)程通信接口以及模塊化等特點(diǎn)，所以其是智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行具有重要的意義。Pro

3、fibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相較于其他遠(yuǎn)程通信方式具有國(guó)際化、開放式以及不依賴生產(chǎn)設(shè)備商等特點(diǎn)，因此將高速度低成本的Profibus總線技術(shù)應(yīng)用于智能電力儀表設(shè)計(jì)中，能夠滿足智能電力儀表的特點(diǎn)，并且更加安全準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。本文主要就是將智能電力儀表的設(shè)計(jì)與Profibus總線技術(shù)相互結(jié)合。本文設(shè)計(jì)了一款具有Profibus通信接口的智能三相電力儀表。論文首先介紹了基本電力參數(shù)的測(cè)量原理和電力系統(tǒng)的諧波分析原理。其次論文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)電力監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和比較，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于CPU加專用電能計(jì)量芯片ATT

4、7022B的多功能電力監(jiān)控裝置。本文對(duì)ATT7022B的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)以及相關(guān)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。另外本文采用高性能低功耗的ATmega128/128L芯片作為CPU，它主要完成對(duì)ATT7022B芯片的電力參數(shù)測(cè)量值的讀取，電壓電流瞬時(shí)波形的采集與諧波分析等其他監(jiān)控功能。為了實(shí)現(xiàn)將Profibus總線技術(shù)應(yīng)用到智能三相電力儀表中，本設(shè)計(jì)選用SPC3芯片，SPC3是一款Profibus專用芯片，選用其的目的是因?yàn)镾PC3向CPU提交數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)將相應(yīng)CPU內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)發(fā)送給SPC3，SPC3會(huì)自動(dòng)打包成符合Profib

5、us協(xié)議的數(shù)據(jù)幀發(fā)給上位機(jī)，不需用軟件完成Profibus協(xié)議，因此軟件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化了。論文中硬件電路的設(shè)計(jì)工作分為計(jì)量模塊、主控制模塊和通訊模塊三個(gè)部分，并結(jié)合設(shè)計(jì)原理圖分別介紹了這三部分的工作原理。然后對(duì)智能三相表進(jìn)行了軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這個(gè)部分包含有μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的移植，系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，儀表應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)以及本文中的重點(diǎn)針對(duì)SPC3芯片功能實(shí)現(xiàn)的程序設(shè)計(jì)。第I頁(yè)萬(wàn)方數(shù)據(jù)上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要最后對(duì)智能三相表的軟、硬件做了調(diào)試并進(jìn)行了校準(zhǔn)和初步的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明裝置運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)電力參數(shù)的精確測(cè)量和

6、波形的實(shí)時(shí)諧波分析，基本符合預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞:::智能電力儀表，ATT7022B，ATmega128/128L，SPC3,諧波分析,μCOS-:Ⅱ,ATT7022B的校準(zhǔn)。第II頁(yè)萬(wàn)方數(shù)據(jù)上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文ABSTRACTTHERESEARCHANDAPPILCATIONOFINTELLIGENTELECTRICALINSTRUMNETBASEDONPROFIBUSABSTRACTTheintelligentelectricalinstrumentiskindofmulti-function,modular

7、andintelligentdevicethathasremoteinterface,thereforetheintelligentelectricalinstrumentisanimportantpartinthepowermonitorsystermandissignificanttothesafety,efficientyandeconomyofpowergrid.Comparedtootherbuscommunicationsysterms,Profibusistechnologyofcommunicationne

8、tworkwhichisopenandindependentontheequipmentmanufacturer.Therefore,theProfibusasthecommunicationprotocolwithhighspeedanddlowcostisusedintheequipmentdesi