CN202033472U - 带网络控制的数字表现场校验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带网络控制的数字表现场校验仪，属于数字式电能表检验设备技术领域。技术方案是包含工控机（1）、数据处理模块（2）、数字信号处理模块（3）、光纤接口（4）、误差处理模块（5），数字信号处理模块分别连接工控机、数据处理模块、光纤接口和误差处理模块，数据处理模块与工控机连接。本实用新型精度等级达到0.05级，可用于检测数字式电能表的计量精度误差。其主要特点是数字流输出，输出数据帧的格式符合IEC61850-9-1、IEC61850-9-2标准的定义，管理平台带有TCP/IP网络连接功能，结合自主制定的通信协议可以实现远程监控本校验装置。

Description

带网络控制的数字表现场校验仪

技术领域

本实用新型涉及一种带网络控制的数字表现场校验仪，属于数字式电能表检验设备技术领域。

背景技术

随着数字化电能表在数字化变电站中大量使用，数字电表需要现场检测和评估，保证计量器具计量的准确性、严肃性和科学性，确保数字化变电站用电能计量仪表的正常运行。目前，数字化电能表现场校验仪还无法检测因现场环境、器件老化等因素对已常年运行的表计的带来的计量误差，计量精度、可靠性等存在问题，不能适用复杂现场环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带网络控制的数字表现场校验仪，计量精度高、校验参数灵活、自动完成校验并保存过程参数、现场波形实时显示、液晶图形操作、适用复杂现场环境，解决背景技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：带网络控制的数字表现场校验仪，包含工控机、数据处理模块、数字信号处理模块、光纤接口、误差处理模块，数字信号处理模块分别连接工控机、数据处理模块、光纤接口和误差处理模块，数据处理模块与工控机连接。

所说的误差处理模块与被测数字表连接，光纤接口通过合并单元模块与被测数字表连接。

工控机通过液晶触摸屏与PC机连接。

本实用新型的体系结构包括三层：DSP信号处理与计量，工控机管理平台整机控制与网络通信，PC机应用软件。

DSP信号处理软件产生符合IEC61850-9-1/2LE协议的数据帧，计量软件实时计算电能量数据并比对被检表进行误差处理，同时它还需要与管理平台进行上会心数据交互与控制命令通信。

工控机PC104加Linux的管理平台控制装置的整体硬件：电源管理，人机交互，DSP通信，网络通信，数据保存，硬件异常处理等工作，它需要将系统始终维持在一个稳定运行的状态。

PC机应用软件提供用户便捷的操作和数据处理，它能通过TCP/IP网络与校验装置连接而控制系统，提供与装置相同功能的控制，同时方便处理和保存数据。

本实用新型的特点：

1、本实用新型是一款用于数字式电能表检验的装置，其精度等级达到0.05级，该装置可用于检测数字式电能表的计量精度误差；其主要特点是数字流输出，输出数据帧的格式符合IEC61850-9-1、IEC61850-9-2标准的定义。

2、产生信号并成帧与解帧计量用的处理器是ADI公司的BF537处理器，软件系统结构包括IEC61850-9-1/2数据帧生成算法和0.2S高精度计量算法。

3、工控机管理平台采用PC104工控硬件加Linux操作系统，同时采用嵌入式实时的图形库和为本实用新型打造的全套应用软件。

4、工控机管理平台带有TCP/IP网络连接功能，结合自主制定的通信协议可以实现远程监控本校验装置。

5、开发了PC机的应用软件，该软件可以在通过TCP/IP和自主制定的通信协议与本实用新型进行网络互联。

本实用新型的积极效果：本实用新型融合了现代数字信号处理、计算机通信、最新电能计量理论和软件工程思想，具有计量精度高、校验参数灵活设置、自动完成校验并保存过程参数、现场波形实时显示、液晶图形操作、适用复杂现场环境等特点，为现场运行的数字表计提供可靠的检验。为了方便用户操作的便捷性和远程监控不受物理距离的限制，本实用新型特别设置了TCP/IP网络连接方式，同时开发了PC机的应用软件，运用自主制定的通信协议，可以适用网络连接和实时控制。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图中：工控机1、数据处理模块2、数字信号处理模块3、光纤接口4、误差处理模块5、合并单元模块6、被测数字表7、液晶触摸屏8、PC机9。

具体实施方式

以下结合附图与实施说明对本实用新型进行进一步的说明。

参照附图1，带网络控制的数字表现场校验仪，包含工控机1、数据处理模块2、数字信号处理模块3、光纤接口4、误差处理模块5，数字信号处理模块分别连接工控机、数据处理模块、光纤接口和误差处理模块，数据处理模块与工控机连接。所说的误差处理模块与被测数字表7连接，光纤接口通过合并单元模块6与被测数字表连接。工控机通过液晶触摸屏8与PC机9连接。

当系统处于信号源模式时，DSP从工控机PC104管理平台获取需要虚拟的电网参数，再经过采样数据算法得到虚拟电网信号，该算法通过电参数配置信息用正弦函数生成方式产生六通道的瞬时离散数据，数据成帧算法将数据封装成IEC61850-9-1/2的数据包，经由EMAC发送到SMV网络中，用以提供表计作测试用。误差处理模块采集被测表脉冲和标准源比对得到计算误差并显示误差值。

当系统处于现场校验模式时，从合并单元MU输出电压、电流数字采样信号经以太网接口输入，DSP通过光纤以太网接口接收符合IEC61850-9-1/2LE协议的数据帧，并数据帧中解析出电参量数据对其进行实时处理计算出电参量、频率、功率信息等，对比表计误差处理电路获取被检表计的脉冲信息进行误差处理分析；并将处理结果通过高速UART传输给工控机PC104管理平台。

管理模块具有参数设置的功能，用于设置校验装置的运行参数，包括设置数字信号处理器的运行参数如额定电压、电流值，接收数据帧的MAC地址，接收数据帧的逻辑设备名，电表状态字等；设置误差计算与显示设备的系数如校验圈数、比例系数等。

工控机管理平台可保存现场检测的数据到存储器，并且保存的数据可以通过USB接口把数据转存到移动存储设备上。

误差的计算与显示是装置根据设定的电表常数和圈数，记录被测电能表的输出电能脉冲时间间隔并换算成被测电能表测出的电能量，然后以装置自身测量的电能量作为标准进行对比，以此得到被测电能表的误差。

工控机管理平台为了随时影响PC机应用软件连接的需求，通过SOCKET侦听TCP的连接请求。当PC机客户端发出请求时，它将建立连接同时将运行模式切换到联机状态，所有校验数据和控制信息都经过网络由PC机客户端软件来控制。

PC机客户端软件在选择目标机的IP地址与发起连接，与现场校验仪成功联机后，它就能实现所有操作命令。用户在PC机上的操作指令将通过自主定义的应用层通信协议与TCP/IP网络层交付给现场校验仪，现场校验仪通过同样的连接方式给PC机客户端软件予以响应与回复数据。客户端软件还能方便将校验数据转换成用户需要的格式（如：Excel），同时可以过滤保存（如：仅保存标准电压/电流校验数据）等各种自定义操作。

Claims (3)

1.一种带网络控制的数字表现场校验仪，其特征在于包含工控机（1）、数据处理模块（2）、数字信号处理模块（3）、光纤接口（4）、误差处理模块（5），数字信号处理模块分别连接工控机、数据处理模块、光纤接口和误差处理模块，数据处理模块与工控机连接。

2.根据权利要求1所述之带网络控制的数字表现场校验仪，其特征在于所说的误差处理模块与被测数字表（7）连接，光纤接口通过合并单元模块（6）与被测数字表连接。

3.根据权利要求1或2所述之带网络控制的数字表现场校验仪，其特征在于工控机通过液晶触摸屏（8）与PC机（9）连接。

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