CN102608987A - 一种远程无线电参数监测控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种远程无线电参数监测控制系统，包括采样检测单元、显示控制单元、GSM通讯单元；分布于多点的用电设备的三相电压Ua、Ub、Uc和三相电流Ia、Ib、Ic通过电流互感器CT，电压互感器PT进行多通道高速采样将电流、电压数据输入控制模块；控制模块根据电流、电压、相位关系计算出每一相的有功功率、无功功率、功率因数、相角、有功电能、无功电能，并将以上数据规格化处理之后送入显示控制单元。本发明采用成熟的GSM无线通讯技术，将无人值守用电设备的电参数检测并定时或随机的发送到远距离的监控中心，通讯距离可以达到无限远，只要手机信号能够覆盖的区域就可以，便于实现集中管理和控制。

Description

一种远程无线电参数监测控制系统
技术领域
本发明涉及用电设备的电参数检测领域，尤其涉及一种可多点监控的远程无线电参数检测控制系统。
背景技术
目前，工业企业生产过程中对用电设备电参数如电流，电压，有功功率，无功功率，功率因数，相角，有功电能等参数的检测需求极为广泛，但对无人值守用电设备电参数检测的方式一般采用工业局域网来实现。
局域网是分布在一个有限地理范围内的网络系统，将多台计算机、传感器、控制设备等联接起来组成的计算机通信网。现已广泛应用在工业生产领域。
对于人值守用电设备电参数检测的方式一般采用工业局域网，如ModbusRTU，ProfibusDP，DeviceNet等。
工业局域网的特点是可靠，响应速度快，但需要屏蔽双绞线，通讯距离一般在1000米以内。
将无人值守的用电设备的电参数检测用无线方式远距离发送出去对于生产设备的可靠运行是非常必要和有意义的。
发明内容
本发明的目的是提供一种远程无线电参数监测控制系统，克服现有技术的不足，采用成熟的GSM(Global System For Mobile Communications)无线通讯技术，将无人值守用电设备的电参数检测并定时或随机的发送到远距离的监控中心，通讯距离可以达到无限远，只要手机信号能够覆盖的区域就可以，便于实现集中管理和控制。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种远程无线电参数监测控制系统，包括采样检测单元、显示控制单元、GSM通讯单元；所述的采样检测单元包括检测模块和控制模块，检测模块包括电流互感器和电压互感器，分布于多点的用电设备的三相电压Ua、Ub、Uc和三相电流Ia、Ib、Ic通过电流互感器CT，电压互感器PT进行多通道高速采样将电流、电压数据输入控制模块；控制模块根据电流、电压、相位关系计算出每一相的有功功率、无功功率、功率因数、相角、有功电能、无功电能，并将以上数据规格化处理之后送入显示控制单元。
所述的显示控制单元与采样检测单元之间采用串行SPI通讯，显示控制单元包括FPGA控制器、复位电路、晶振电路、电控开关、计量模块、高速光耦、电源模块，FPGA控制器分别与检测模块、复位电路、晶振电路、电控开关、计量模块、高速光耦相连接；所述的FPGA控制器连接有GSM通讯单元，通过无线网络与远程监控中心相通讯。
所述的采样检测单元包括控制模块、检测模块、看门狗电路、时钟电路、测温元件，控制模块分别与看门狗电路、时钟电路、测温元件相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)电参数检测用TC35i GSM通讯模块发送数据，可以实现无限远距离电参数检测和控制。
2)电参数检测不需要通讯电缆，可以降低布线成本。
3)可通过该系统实现对用电设备的远程控制。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图；
图2是采样检测单元原理图；
图3是显示控制单元原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明的系统结构框图。一种远程无线电参数监测控制系统，包括采样检测单元、显示控制单元、GSM通讯单元；所述的采样检测单元包括控制模块、检测模块、看门狗电路、时钟电路、测温元件，控制模块分别与看门狗电路、时钟电路、测温元件相连接。检测模块由电流互感器CT和电压互感器PT组成，分布于多点的用电设备的三相电压Ua、Ub、Uc和三相电流Ia、Ib、Ic通过电流互感器CT，电压互感器PT进行多通道高速采样将电流、电压数据输入控制模块；控制模块根据电流、电压、相位关系计算出每一相的有功功率、无功功率、功率因数、相角、有功电能、无功电能，并将以上数据规格化处理之后送入显示控制单元。
所述的显示控制单元与采样检测单元之间采用串行SPI通讯，显示控制单元包括FPGA控制器、复位电路、晶振电路、电控开关、计量模块、高速光耦、电源模块，FPGA控制器分别与检测模块、复位电路、晶振电路、电控开关、计量模块、高速光耦相连接；所述的FPGA控制器连接有GSM通讯单元，通过无线网络与远程监控中心相通讯。
本系统的工作过程是：
三相电流Ia、Ib、Ic通过电流互感器CT隔离送入控制模块中，三相电压Ua、Ub、Uc通过电压互感器PT隔离送入控制模块中，在控制模块中完成采样计算，计算内容有：电流、电压有效值，有功功率，无功功率，视在功率，功率因数，相角，有功电能，无功电能，频率等，保存在内部寄存器中。控制模块的工作频率是24.567MHz，用软件校表的方法可以校正因元件的参数误差而产生的计量误差，可以使电流、电压有效值的计量精度达到0.2％。电流、电压的采样采用全波采样，中点基准电压是2.5V。控制模块的工作参数及工作状态的设置是由采样检测单元的FPGA控制器完成的，FPGA控制器与采样检测单元的通讯采用串行SPI，FPGA控制器工作于主方式，控制模块工作于从方式。
GSM通讯单元，型号TC35i，TC35i的工作受控于FPGA控制器，TC35i是德国SIEMENS(西门子)公司的一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。可选波特率为300b/s～115kb/s。取决于工作设置。
本发明对用电设备的电参数检测用TC35i GSM通讯模块发送数据，可以实现无限远距离电参数检测和控制，电参数检测不需要通讯电缆，可以降低布线成本。便于实现集中管理和控制。

Claims (2)

1.一种远程无线电参数监测控制系统，其特征在于，包括采样检测单元、显示控制单元、GSM通讯单元；所述的采样检测单元包括检测模块和控制模块，检测模块包括电流互感器和电压互感器，分布于多点的用电设备的三相电压Ua、Ub、Uc和三相电流Ia、Ib、Ic通过电流互感器CT，电压互感器PT进行多通道高速采样将电流、电压数据输入控制模块；控制模块根据电流、电压、相位关系计算出每一相的有功功率、无功功率、功率因数、相角、有功电能、无功电能，并将以上数据规格化处理之后送入显示控制单元；
所述的显示控制单元与采样检测单元之间采用串行SPI通讯，显示控制单元包括FPGA控制器、复位电路、晶振电路、电控开关、计量模块、高速光耦、电源模块，FPGA控制器分别与检测模块、复位电路、晶振电路、电控开关、计量模块、高速光耦相连接；所述的FPGA控制器连接有GSM通讯单元，通过无线网络与远程监控中心相通讯。
2.根据权利要求1所述的一种远程无线电参数监测控制系统，其特征在于，所述的采样检测单元包括控制模块、检测模块、看门狗电路、时钟电路、测温元件，控制模块分别与看门狗电路、时钟电路、测温元件相连接。
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