CN105372588A - 高压开关状态监测系统及数据存储系统 - Google Patents

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郎福成
张红奎
祖安
刘立民
刘晓丽
徐振乙
康丽莹
徐晨璐
徐洋
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Abstract

本发明属于高压电器技术领域，尤其涉及一种高压开关状态监测系统及数据存储系统。包括高压开关、振动传感器、电流互感器、光电编码器、信号处理单元、DSP开发板、电源模块、按钮、复位模块、编程接口、显示屏、CAN通讯模块、上位机、CH376和SD存储卡。本发明利用DSP处理器的强大数据处理能力采集高压开关的信息，利用大容量存储设备进行数据保存，具有数据处理能力强、存储容量大、可靠性高和稳定性好等优点；同时，系统可以实现数据的长期存储，为高压开关设备的智能化操作奠定基础。

Description

高压开关状态监测系统及数据存储系统
技术领域
本发明属于高压电器技术领域，尤其涉及一种高压开关状态监测系统及数据存储系统。
背景技术
高压开关具有完善的灭弧结构和足够的短流能力，在电网中不仅可以切断或关闭空载电流及负荷电流，而且能够检测电网故障并进行保护动作。高压开关监测系统中保存大量的历史动作数据，形成完善的数据库，为状态评估提供原始数据。目前高压开关监测系统多采用非易失性的FLASH为存储介质，按照先进先出的记录原则保存最近动作的数据波形，在记录事件超过此范围后进行擦除。研究大容量的数据存储技术，满足高压开关状态监测系统数据存储的需求，是当今设备监测技术领域的一种发展趋势。
发明内容
为了达到上述发明目的，本发明提出一种高压开关状态监测系统及数据存储系统。目的是提供一种具有数据处理能力强、存储容量大、可靠性高和稳定性好，可以实现数据的长期存储的监测系统及数据存储系统。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
高压开关状态监测系统及数据存储系统，包括高压开关、振动传感器、电流互感器、光电编码器、信号处理单元、DSP开发板、电源模块、按钮、复位模块、编程接口、显示屏、CAN通讯模块、上位机、CH376和SD存储卡；其中振动传感器与高压开关的动触头连杆相连接，振动传感器的信号输出端与信号处理单元的信号输入端相连接，高压开关的线圈穿心经过电流互感器，电流互感器的信号输出端与信号处理单元的信号输入端相连接，光电编码器固定在高压开关的极柱上，编码器的运动端与动触头相连接，编码器的信号输出端与信号处理单元的信号输入端相连接，信号处理单元的输出端与DSP开发板的信号输出端相连接，电源模块的输入端与电网相连接，电源模块的输出端与DSP开发板的电源输入端相连接，按钮与复位模块的输入端相连接，复位模块的输出端与DSP开发板的输入端相连接，编程接口的信号输出端与DSP开发板的编程接口相连接，显示屏的输入端与DSP开发板的信号输出端相连接，DSP的CAN总线输出端与CAN通讯模块的信号输入端相连接，CAN通讯模块的输出端与上位机的通讯接口相连接，DSP开发板的SPI端口与CH376的输入端子相连接，CH376的输出端子与SD存储卡的信号输入端相连接。
所述的SD存储卡与DSP开发板之间数据通信采用SPI模式通过CH376操作SD卡存取数据，DSP开发板只需要发送文件管理和文件读写指令；CH376是专业文件管理控制芯片，用于单片机/DSP/MPU等控制器读写SD存储卡或U盘中的文件；CH376内置了SD存储卡的通讯接口固件和FAT16文件系统的管理固件，支持常用的USB存储设备和SD存储卡的数据读取和写入。
所述的高压开关状态监测及数据存储的过程是：包括振动传感器、电流互感器及光电编码器的高精高度传感器组采集高压开关状态信息，经过信号处理单元将传感器的原始信号转变成DSP能够识别的电信号反馈给DSP，DSP对数据进行运算处理后发送到显示屏，显示高压开关的运行状态，同时通过数据管理控制芯片将高压开关运行参数信息发送到SD存储卡，SD存储卡对数据进行保存与存储。
所述的监测系统流程如下：
（1）系统初始化；
（2）外设自检；
（3）检测合（分）闸线圈是否有电流；是执行步骤（4），否则执行步骤（2）；
（4）判断合（分）闸操作；
（5）提取电流、振动和位置信号数据
（6）判断步骤（5）的数据是否超出设定阈值，超出执行步骤（6），否则执行步骤（8）；
（7）报警；
（8）SD存储卡数据保存；
（9）返回。
本发明的优点及有益效果是：利用DSP处理器的强大数据处理能力采集高压开关的信息，利用大容量存储设备进行数据保存，具有数据处理能力强、存储容量大、可靠性高和稳定性好等优点；同时，系统可以实现数据的长期存储，为高压开关设备的智能化操作奠定基础。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。
附图说明
图1是本发明高压开关状态监测系统结构件图；
图2是本发明DSP与SD存储卡通讯接口电路；
图3是本发明监测系统流程图。
图中，1高压开关；2振动传感器；3电流互感器；4光电编码器；5信号处理单元；6DSP开发板；7电源模块；8编程接口；9显示屏；10复位模块；11CH376；12SD存储卡；13CAN通讯；14上位机；15按钮。
具体实施方式
本发明是一种高压开关状态监测系统及数据存储系统，其结构如图1所示，DSP与SD存储卡通讯接口电路如图2所示，监测系统软件流程如图3所示。
本发明中高压开关状态监测系统结构如附图1所示，主要包括高压开关1、振动传感器2、电流互感器3、光电编码器4、信号处理单元5、DSP开发板6、电源模块7、按钮15、复位模块10、编程接口8、显示屏9、CAN通讯模块13、上位机14、CH37611和SD存储卡12。其中振动传感器2与高压开关1的动触头连杆相连接，振动传感器2的信号输出端与信号处理单元5的信号输入端相连接，高压开关1的线圈穿心经过电流互感器3，电流互感器3的信号输出端与信号处理单元5的信号输入端相连接，光电编码器4固定在高压开关1的极柱上，编码器4的运动端与动触头相连接，编码器4的信号输出端与信号处理单元5的信号输入端相连接，信号处理单元5的输出端与DSP开发板6的信号输出端相连接，电源模块7的输入端与电网相连接，电源模块7的输出端与DSP开发板6的电源输入端相连接，按钮15与复位模块10的输入端相连接，复位模块10的输出端与DSP开发板6的输入端相连接，编程接口8的信号输出端与DSP开发板6的编程接口8相连接，显示屏9的输入端与DSP开发板6的信号输出端相连接，DSP的CAN总线输出端与CAN通讯模块13的信号输入端相连接，CAN通讯模块13的输出端与上位机14的通讯接口相连接，DSP开发板6的SPI端口与CH37611的输入端子相连接，CH37611的输出端子与SD存储卡12的信号输入端相连接。
本发明所述的SD存储卡12与DSP开发板6之间数据通信采用SPI模式通过CH37611操作SD卡存取12数据，DSP开发板6只需要发送文件管理和文件读写指令。CH37611是专业文件管理控制芯片，用于单片机/DSP/MPU等控制器读写SD存储卡12或U盘中的文件。CH37611内置了SD存储卡12的通讯接口固件和FAT16文件系统的管理固件，支持常用的USB存储设备和SD存储卡12的数据读取和写入。
高压开关状态监测及数据存储过程是：包括振动传感器2、电流互感器3及光电编码器4的高精高度传感器组采集高压开关1状态信息，经过信号处理单元5将传感器的原始信号转变成DSP能够识别的电信号反馈给DSP，DSP对数据进行运算处理后发送到显示屏，显示高压开关1的运行状态，同时通过数据管理控制芯片将高压开关1运行参数信息发送到SD存储卡12，SD存储卡12对数据进行保存与存储。
高压开关状态监测及数据存储如图3所示，本发明监测系统流程如下：
（1）系统初始化；
（2）外设自检；
（4）检测合（分）闸线圈是否有电流；是执行步骤（4），否则执行步骤（2）；
（4）判断合（分）闸操作；
（5）提取电流、振动和位置信号数据
（6）判断步骤（5）的数据是否超出设定阈值，超出执行步骤（6），否则执行步骤（8）；
（7）报警；
（8）SD存储卡数据保存；
（9）返回。

Claims (4)

1.高压开关状态监测系统及数据存储系统，其特征是：包括高压开关（1）、振动传感器（2）、电流互感器（3）、光电编码器（4）、信号处理单元（5）、DSP开发板（6）、电源模块（7）、按钮（15）、复位模块（10）、编程接口（8）、显示屏（9）、CAN通讯模块（13）、上位机（14）、CH376（11）和SD存储卡（12）；其中振动传感器（2）与高压开关（1）的动触头连杆相连接，振动传感器（2）的信号输出端与信号处理单元（5）的信号输入端相连接，高压开关（1）的线圈穿心经过电流互感器（3），电流互感器（3）的信号输出端与信号处理单元（5）的信号输入端相连接，光电编码器（4）固定在高压开关（1）的极柱上，编码器（4）的运动端与动触头相连接，编码器（4）的信号输出端与信号处理单元（5）的信号输入端相连接，信号处理单元（5）的输出端与DSP开发板（6）的信号输出端相连接，电源模块（7）的输入端与电网相连接，电源模块（7）的输出端与DSP开发板（6）的电源输入端相连接，按钮（15）与复位模块（10）的输入端相连接，复位模块（10）的输出端与DSP开发板（6）的输入端相连接，编程接口（8）的信号输出端与DSP开发板（6）的编程接口（8）相连接，显示屏（9）的输入端与DSP开发板（6）的信号输出端相连接，DSP的CAN总线输出端与CAN通讯模块（13）的信号输入端相连接，CAN通讯模块（13）的输出端与上位机（14）的通讯接口相连接，DSP开发板（6）的SPI端口与CH376（11）的输入端子相连接，CH376（11）的输出端子与SD存储卡（12）的信号输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的高压开关状态监测系统及数据存储系统，其特征是：所述的SD存储卡（12）与DSP开发板（6）之间数据通信采用SPI模式通过CH376（11）操作SD卡存取（12）数据，DSP开发板（6）只需要发送文件管理和文件读写指令；CH376（11）是专业文件管理控制芯片，用于单片机/DSP/MPU等控制器读写SD存储卡（12）或U盘中的文件；CH376（11）内置了SD存储卡（12）的通讯接口固件和FAT16文件系统的管理固件，支持常用的USB存储设备和SD存储卡（12）的数据读取和写入。
3.根据权利要求1所述的高压开关状态监测系统及数据存储系统，其特征是：所述的高压开关状态监测及数据存储的过程是：包括振动传感器（2）、电流互感器（3）及光电编码器（4）的高精高度传感器组采集高压开关（1）状态信息，经过信号处理单元（5）将传感器的原始信号转变成DSP能够识别的电信号反馈给DSP，DSP对数据进行运算处理后发送到显示屏，显示高压开关（1）的运行状态，同时通过数据管理控制芯片将高压开关（1）运行参数信息发送到SD存储卡（12），SD存储卡（12）对数据进行保存与存储。
4.根据权利要求1所述的高压开关状态监测系统及数据存储系统，其特征是：所述的监测系统流程如下：
（1）系统初始化；
（2）外设自检；
（3）检测合（分）闸线圈是否有电流；是执行步骤（4），否则执行步骤（2）；
（4）判断合（分）闸操作；
（5）提取电流、振动和位置信号数据
（6）判断步骤（5）的数据是否超出设定阈值，超出执行步骤（6），否则执行步骤（8）；
（7）报警；
（8）SD存储卡数据保存；
（9）返回。
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