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设备的硬件原理结构如图2所示。其主要功能模块包括:
(1) 对交流侧母线电压、电流、谐波等参数进行监测,对交流电路进行采样,对离散数据进行处理(一个周期采样20~0次),计算出线路的有功功率、无功功率以及线路的功率因素。这些功能可以采用一个ATT7022B来实现。
(2) 对整流后的直流操作电源线路进行监测。监测其电压、合闸电流以及操作电源是否发生故障等。同时,可以采用监测得到的电压作为二极管自动调压的依据,实现操作电源自动分档调压。
(3) 对备用操作电源设备(蓄电池)进行巡回检测(对单体电池检测),了解电池电量以及相关参数并及时更换电池,控制电池充放电状态.使电池保持最佳状态,有效地延长电池的使用寿命。
(4) 由于设备的功能键盘需求不多,可以采用单片机通用I/O口扩展的矩阵键盘,显示部分采用中文液晶显示模块。
(5) 采用串行通信协议实现与上位机通信,可以远程控制与监测。
根据系统的工艺过程可以知道,系统主要实现的功能有三大模块:交流数据采样模块、蓄电池组管理模块以及直流操作电源信号分析模块,另外还有其他小模块如:显示、键盘、通信模块等,前三大模块并列运行,按巡回方式采样。由定时器设定采样时间。系统运行过程如图3所示。
MSP430系列单片机具有三种低功耗模式,为了减少能耗,可采用中断方式。系统工作流程如图4所示。
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