智能高頻開關(guān)電源微機監(jiān)控模塊的研制

3 微機監(jiān)控模塊

3．1 微機監(jiān)控模塊功能
　　微機監(jiān)控模塊的主要功能有四個。第一是進行系統(tǒng)監(jiān)測。即對系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)進行實時測量，以完成充電電流、蓄電池電流、交流輸入電壓、直流母線電壓、母線對地電壓、蓄電池溫度及單體蓄電池電壓和內(nèi)阻等模擬信號的測量，同時將檢測開關(guān)量信號，并將系統(tǒng)運行狀態(tài)通過顯示器顯示出來。
　　微機監(jiān)控模塊的第二項功能是系統(tǒng)控制及保護。也就是按照系統(tǒng)要求輸出模擬控制信號并實時調(diào)整母線電壓，以完成對整個系統(tǒng)的管理，包括蓄電池均充和浮充的自動轉(zhuǎn)換、均充和浮充電壓的調(diào)節(jié)、蓄電池充電電流的限制、保護定值的設(shè)定、風機的啟停、各種故障的判斷以及故障告警等。
　　第三是蓄電池的智能管理，保證蓄電池按照充電曲線自動運行。
　　第四項功能是系統(tǒng)通訊。該監(jiān)控模塊有兩個串行通訊接口，一個用于與蓄電池監(jiān)控模塊通訊，以完成對蓄電池的檢測控制和數(shù)據(jù)接收。另一個用來與上位機相連，以滿足與RTU或綜合自動化系統(tǒng)通訊的要求。
3．2 監(jiān)控模塊的工作原理
　　圖2是微機監(jiān)控模塊的原理框圖。該模塊采用雙CPU結(jié)構(gòu)，其中前端CPU用于完成對各路模擬信號的數(shù)據(jù)采集處理以及控制整流模塊調(diào)壓信號的輸出。后部CPU則用于負責開關(guān)量的輸入和輸出，同時完成人機對話的管理。
　　根據(jù)這一具體任務(wù)的性質(zhì)，該系統(tǒng)的前端CPU選用ADuC812，該芯片是一個高性能的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它內(nèi)含8個通道的高精度12位A／D轉(zhuǎn)換器，其采樣速率為200ksps。此外片內(nèi)還有2路12位D／A轉(zhuǎn)換器。選用該芯片可以充分利用其內(nèi)部模擬通道的豐富資源，簡化外部電路的設(shè)計，完成輸入模擬信號的測量和調(diào)壓模擬信號的輸出。并可根據(jù)被測信號是否需要隔離來區(qū)分輸入信號并將其分別處理。其中交流電壓信號取自交流電壓互感器，直流電流取自霍爾電流互感器，它們和現(xiàn)場被測信號都是隔離的；測溫選用集成溫度傳感器AD590，而無須再進行隔離處理。上述信號不再需要隔離，只進行放大處理即可進入 ADuC812的A／D通道。對直流母線電壓的測量采用電阻取樣，由于取得的被測信號與直流系統(tǒng)在電氣上是相連的，因此必須對被測信號進行隔離。本模塊中在這些通道中采用線性光電耦合器隔離，隔離后的信號再經(jīng)放大進入A／D通道。輸出調(diào)壓信號由ADuC812中的D／A轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)，D／A輸出的信號經(jīng)過功率放大之后可輸出驅(qū)動調(diào)壓模塊。