一种基于双dsp架构的专线用户节能诊断仪以及节能诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及专线用户节能诊断装置，特别是涉及一种基于双DSP架构的专线用户节能诊断仪。
技术背景
[0002]能源审计是一种可以提高企业的能源利用效率，从而实现节能减排的有效管理方式。企业通过能源审计可以获得本企业能源管理情况和能耗水平，挖掘节能潜力，缩减企业生产成本，提高企业经济效益。
[0003]节能诊断作为能源审计中针对企业用电情况和节电潜力发掘的初步诊断，可以更好的判断企业生产电耗，对企业节电潜力挖掘，科学合理配置用电设备的使用，提高用电设备的用电使用效率，防止浪费电，特别是大型的耗电设备，通过一定的诊断措施，合理、科学地投入和使用，同时注重用电质量与用电安全等目标，这对于企业来说，具有重大的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于双DSP架构的专线用户节能诊断仪，实现快速、精确地测得实际专线用户的电能使用情况，并针对实际电能使用和配置情况提供合理的节能建议和决策措施，使得专线用户做到最大化节能。
[0005]本发明另一目的在于提供应用上述基于双DSP架构的专线用户节能诊断仪的节能诊断方法。
[0006]本发明目的通过如下技术方案实现:
[0007]—种基于双DSP架构的专线用户节能诊断仪，包括前置接线部分、信号采样单元、DSP信号处理单元、人机接口单元以及供电单元；
[0008]所述信号采样单元、DSP信号处理单元、人机接口单元依次连接；
[0009]所述供电单元依次与三相电压电流信号采样单元、DSP信号处理单元和人机接口单元相接；
[0010]所述信号采样单元包括依次连接的信号传感单元、信号调理单元和ADC采样单元;
[0011 ] 所述前置接线部分包括电压夹和电流钳，电压夹和电流钳分别为三相电压夹和三相电流钳；前置接线部分连接信号采样单元至待测专线用户线路；
[0012]所述的DSP信号处理单元包括1#DSP单元、2#DSP单元以及双口 RAM ;所述1#DSP单元、双口 RAM、2#DSP单元依次相互连接；
[0013]所述人机接口单元包括SD卡和U盘读写电路、串口通信电路、外扩FLASH电路、实时时钟电路、外扩RAM电路以及键盘及LCD液晶显示电路；各个电路分别与2#DSP单元连接。
[0014]为进一步实现本发明目的，优选地，所述ADC采样单元包括A/D模数转换器、过零比较电路和PLL倍频锁相环电路；A/D模数转换器采用MAX1324采样电路；信号传感单元包括电压传感器和电流传感器；信号调理电路包括检流电路和电压放大电路；所述电压夹、电压传感器、电压放大电路、过零比较电路、PLL倍频锁相环电路依次连接；所述电流钳、检流电路和MAX1324采样电路依次连接；电压放大电路还与MAX1324采样电路连接。
[0015]优选地，所述电压传感器和电流传感器选用电压/电流霍尔传感器。
[0016]优选地，所述供电单元包括采样板电源、主板电源及+5V电源；+5V电源一端与外部电源连接，另一端分别与采样板电源和主板电源连接；采样板电源和主板电源分别与信号采样单元和DSP信号处理单元连接。
[0017]优选地，所述过零比较电路由0PA4227放大器和LM311比较器构成；
[0018]优选地，所述PLL锁相环电路由计数器⑶4040和锁相器⑶4046构成。
[0019]优选地，所述1#DSP单元和2#DSP单元选用16位定点DSP芯片TMS320F2407、TMS320F2812、TMS320F28335 或者 TMS320F 28337D 芯片；所述双口 RAM 选用基于IDT7008S20PF 双口 RAM 电路。
[0020]优选地，所述检流电路选用0PA4227检流电路；所述电压传感器选用CLSM -1OmA型霍尔传感器或者JLB - 16霍尔电压/电流传感器。
[0021]所述基于双DSP架构的专线用户节能诊断仪的节能诊断方法，包括如下步骤:
[0022]I)先进入初始化状态，初始化包括1#DSP单元和2#DSP单元的初始化，在两块DSP内分别启动初始化程序；
[0023]2)初始化完成后，即进入启动测量状态，诊断仪开始采样待测线路三相电压、电流信号，若采样未完成，则继续采样，直至采样结束，采样数据进入A/D模数转换器，进行ADC转换，该过程受1#DSP单元同步转换控制，转换成功的数字信号进入1#DSP的数据处理芯片内，根据FFT算法，进行计算处理和分析，得到要用到的各种有价值的电力能耗参数，包括三相电压、电流基波值、I?25次谐波电压、电流、各相有功、无功、视在功率、功率因数、电压波动和闪变、三相不平衡度、谐波畸变率；
[0024]3) 2#DSP单元将1#DSP单元计算处理的所述电力能耗参数以数据格式读写到人机接口单元，电力能耗参数通过IXD12864液晶模块显示出来，或通过数据通信方式上传到上位机节能诊断分析软件子系统，或通过SD卡或U盘上传到上位机，由节能分析师操作节能诊断软件进行分析工作，生成节能诊断分析报告和用户能耗数据文件，反映专线用户的耗能情况和用电配置情况，根据节能诊断分析报告，给专线用户提供相应的合理性措施和建议。
[0025]相对于现有技术，本发明具有如下优点:
[0026]I)现有技术用户端内部的配电系统普遍缺乏在线监测系统，即便有在线监测系统，但在电能质量数据采集、存储和分析方面技术存在着不足，故特研制了基于双DSP架构的专线用户节能潜力智能诊断仪。本发明的基于双DSP架构的专线用户节能诊断仪“即插即用”、可至少存储一周数据，具有操作简单、成本低、实用性强、便携易推广、测量精度高、抗干扰能力强等优点，在用户不停电的条件下，对各类大用户的节能用电情况和电能质量可实施有效地在线监测和数据记录。
[0027]2)该发明采用双DSP结构，使得数据处理快速、精确并且具有强大的人机交互功能。该仪器利用三相电压电流采样单元采集专线用户的三相电压、电流信号及零线电压、电流信号，在DSP信号处理单元中通过相应的算法(快速傅里叶分解变换，简称为FFT算法)对采集的数据进行计算分析，可以准确计算出各种有价值的电力数据，如三相电压电流基波有效值，各次谐波幅值、相位，各次谐波含量及总谐波含量，三相功率(包括视在、有功和无功功率)，功率因数、频率等。计算得出的电力参数或以数据格式存储在大容量可移动存储设备(比如U盘或SD卡)中，或通过各种通讯方式(RS232/RS484/GPRS/Zigbee)供给与之配套的节能诊断应用分析软件(编程语言是Visual Basic2012)使用，以得出专线用户节能诊断分析报告，为用户进行最大化节能生产提供合理的建议和决策措施。
[0028]3)本发明采用双DSP结构，以双口 RAM作为双DSP之间的通信桥梁，使得数据处理快速、精确并且具有强大的人机交互功能(包括按键操作、液晶显示、数据存储、数据导出等)。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的的结构示意图；
[0030]图2为图1中信号采样单元、供电单元和人机接口单元组成及连接示意图；
[0031]图3为图2中信号采样单元和人机接口单元优选组成及连接示意图；
[0032]图4为本发明双DSP串口通信原理图；
[0033]图5为基于双DSP架构的专线用户节能诊断仪的工作流程图；
[0034]图6为本发明1#DSP采样程序运行流程图；
[0035]图7为本发明1#DSP单元和2#DSP单元主程序运行流程图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本发明的基于双DSP架