1 引言
在信息科學(xué)中，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為其重要的一個(gè)研究問(wèn)題,，它已經(jīng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù),、信號(hào)處理技術(shù)共同構(gòu)成了現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,，人們對(duì)數(shù)據(jù)采集的主要技術(shù)指標(biāo),，如采樣速率、分辨率,、精度,、輸入電壓范圍、控制方式以及抗干擾能力等方面,，都提出了越來(lái)越高的要求,，尤其是采樣速率，更是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和使用者最關(guān)心的一項(xiàng)重要指標(biāo),。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域,，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接影響整個(gè)自動(dòng)化裝置的性能,。因此,，提高采集速度和精度一直是電力系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)人員要解決的難題。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本文介紹的phcteeq-1型電力諧波綜合治理實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖1所示,。
圖1 采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
裝置采用電力諧波有源濾波和無(wú)源濾波的先進(jìn)理論和技術(shù),，以igbt-ipm智能模塊、dsp、工控機(jī)等核心部件為硬件基礎(chǔ),，進(jìn)行電力諧波綜合治理技術(shù)實(shí)驗(yàn),，實(shí)時(shí)性好，實(shí)驗(yàn)效果明顯,。裝置采用公共基礎(chǔ)臺(tái)+功能掛件的設(shè)計(jì)方式,，結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高,，擴(kuò)展性好,，能夠完成單相/三相電力諧波的產(chǎn)生、在線檢測(cè),、分析,、有源濾波和無(wú)源濾波等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
2.1 數(shù)據(jù)采集卡
在該裝置中,，模擬信號(hào)的采集主要通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡,，在這個(gè)裝置中采用的pci8360a數(shù)據(jù)采集卡：它具有32個(gè)模擬量輸入通道：ad0-ad31；輸入信號(hào)范圍：0～10v,，-5v～+5v,，0～20ma (0～10v為出廠默認(rèn)設(shè)置)。輸入精度為12位,。單通道最大采樣頻率：500khz,，多通道最大采樣頻率為200khz。啟動(dòng)轉(zhuǎn)換方式為軟件啟動(dòng)/外觸發(fā)(定時(shí))啟動(dòng),。這里將模擬量輸入單雙端選擇跳線jp2設(shè)置為單端輸入,，模擬量輸入范圍選擇跳線jp1，jp3設(shè)置為雙極性,。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中需要采集的模擬信號(hào)有十四路：三相負(fù)載電流信號(hào),，三相補(bǔ)償電流信號(hào)，三相電源電流信號(hào),，pwm波信號(hào),，變壓器原邊電流信號(hào)，三相電壓信號(hào),。采用dhpt,、dhct高精度微型傳感器來(lái)完成數(shù)據(jù)采集的功能，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡與dsp中,。傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡的信號(hào),，一方面，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示原始信號(hào),，另一方面,，經(jīng)fft分析和基于單個(gè)人工神經(jīng)元的自適應(yīng)電力諧波檢測(cè)方法分析后顯示各次諧波權(quán)值。
2.2 dsp部分
dsp采用tms320f2812，tms320x28xx信號(hào)處理器集成了事件管理器(281x處理器),，epwm,，ecap，a/d轉(zhuǎn)換模塊,，spi外設(shè)接口，sci通信接口,，ecan總線通信模塊,，看門(mén)狗，通用目的數(shù)字量io,，pll時(shí)鐘模塊,，多通道緩沖串口，外部中斷接口,，存儲(chǔ)器及其接口,，內(nèi)部集成電路(i2c)等多種外設(shè)單元，使用戶能夠以很便宜的價(jià)格開(kāi)發(fā)高性能數(shù)字控制系統(tǒng),。傳輸給dsp的各種信號(hào)經(jīng)fft算法分析,，將各次諧波權(quán)值發(fā)送給工控機(jī)。dsp與上位機(jī)采用232串口通信,。數(shù)據(jù)幀的格式如下：
a相：aaaa 1次諧波權(quán)值 3次諧波權(quán)值 5次諧波權(quán)值 … 25次諧波權(quán)值 aaaa
b相：bbbb 1次諧波權(quán)值 3次諧波權(quán)值 5次諧波權(quán)值 … 25次諧波權(quán)值 bbbb