变电站的电力监控与数据采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变电站的电力监控与数据采集系统，包括信号调理电路、数据采集电路和FPGA及其外围电路；其中，所述信号调理电路与电力监控信号输入端连接，在接收电力监控信号后用于模拟信号的预处理；所述数据采集电路读取所述信号调理电路预处理模拟信号之后将模拟信号转换为数字信号；所述FPGA及其外围电路采集数字信号后进行存储或相应的预处理，并上报给计算机。电力监控与数据采集系统采用USB接口，提高了数据传输率，同时FPGA的采用使数据存储与预处理更加方便、灵活，因此该系统在电力系统中具有较强的适用性。
【专利说明】变电站的电力监控与数据采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力控制【技术领域】，具体涉及一种变电站的电力监控与数据采集系统。
【背景技术】
[0002]随着电力系统及其自动化的发展，越来越多的电力系统设备需要采用实时监控以及数据采集，从而保证电力系统设备可以安全、可靠的运行。电力监控与数据采集系统是现代电力系统自动化体系中必不可少的设备，它可以对电力系统运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量以及各类信号报警等各项功能。因此，对电力监控与数据采集系统的研究具有重要的现实意义。
实用新型内容
[0003]本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种数据存储与预处理更加方便、灵活的变电站的电力监控与数据采集系统。
[0004]考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种变电站的电力监控与数据采集系统，包括信号调理电路、数据采集电路和FPGA及其外围电路；其中，
[0006]所述信号调理电路与电力监控信号输入端连接，在接收电力监控信号后用于模拟信号的预处理；
[0007]所述数据采集电路读取所述信号调理电路预处理模拟信号之后将模拟信号转换为数字信号；
[0008]所述FPGA及其外围电路采集数字信号后进行存储或相应的预处理，并上报给计算机。
[0009]为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是:
[0010]根据本实用新型的一个实施例，还包括USB接口电路，所述FPGA及其外围电路通过该USB接口电路将信息上报给计算机。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述USB接口电路采用CY7C68013芯片。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述信号调理电路采用ADT1-1。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述数据采集电路包括A/D转换器和时钟电路。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，所述A/D转换器采用AD9238。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述FPGA及其外围电路包括FPGA和EPR0M。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，所述FPGA采用Cyclone系列FPGA。
[0017]本实用新型还可以是:
[0018]根据本实用新型的一个实施例，还包括与FPGA及其外围电路连接的电源电路。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，所述电源电路采用LT1764-3.3。[0020]与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是:
[0021]本实用新型的变电站的电力监控与数据采集系统，(I)利用AD9238完成电力监控与数据采集，采集后的数据直接送到FPGA中，电力监控与数据采集系统采用USB接口，提高了数据传输率，同时FPGA的采用使数据存储与预处理更加方便、灵活，因此该系统在电力系统中具有较强的适用性；
[0022](2)信号调理电路采用ADT1-1，该器件为单端转差分器件，使用该器件可以消除干扰；
[0023](3)采用FPGA数据存储和预处理可以增加系统灵活性，具有较强灵活性；FPGA及其外围电路由FPGA和EPROM构成，具有小型化、低功耗、可编程、数字化和快速、方便、实用的特点，同时采用EPROM进行数据存储，防止FPGA断电后信息丢失，同时配合时钟电路可以提闻电路的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0025]图1示出了根据本实用新型一个实施例的变电站的电力监控与数据采集系统的框图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0027]实施例1
[0028]图1示出了根据本实用新型一个实施例的变电站的电力监控与数据采集系统的框图。如图1所示的一种变电站的电力监控与数据采集系统，包括信号调理电路101、数据采集电路102、FPGA及其外围电路103、USB接口电路105。
[0029]信号调理电路101与电力监控信号输入端连接，在接收电力监控信号后用于模拟信号的预处理。
[0030]数据采集电路102读取所述信号调理电路101预处理模拟信号之后将模拟信号转换为数字信号，该数据采集电路可由A/D转换器和时钟电路构成。
[0031]FPGA及其外围电路103采集数字信号后进行存储或相应的预处理，并上报给计算机，FPGA及其外围电路可包括FPGA和EPR0M。
[0032]USB接口电路105可采用CY7C68013芯片，所述FPGA及其外围电路通过该USB接口电路105将信息上报给计算机，如PC机、工控机等。在本实用新型的一个实施例中，具体而言，采用USB接口作为通信方式，同时利用AD9238完成电力监控与数据采集，采集后的数据直接送到FPGA中。其中USB接口直接与FPGA相连，采集后的数据既可以暂存到FPGA中，也可直接经过USB接口发送到PC中，同时对于采集后的数据也可以在FPGA内部做相应的预处理后上报给PC机。信号调理电路101与电力监控信号输入端连接，在接收电力监控信号后完成模拟信号的预处理，数据采集电路102读取信号调理电路预处理模拟信号之后将模拟信号转换为数字信号，FPGA极其外围电路103采集数字信号后进行存储或相应的预处理，通过USB接口电路105上报给PC机。
[0033]电源电路104可与FPGA及其外围电路103连接。
[0034]实施例2
[0035]本实施例中公开了集群通信干扰监测仪的一种优选结构，所述信号调理电路主要是针对A/D转换器性能要求设计，包括模拟信号输入电压、信号输入形式等，由于本系统中A/D转换器需要差分信号输入，因此信号调理部分需要采用单端转差分器件，故该器件采用ADTl-1。
[0036]所述数据采集电路由A/D转换器和时钟电路构成，A/D转换器采用AD9238，该器件是一款双通道、12bit、20/40/65 Msample.s_l模数转换器，采样率选择40Msa_mple.s_l，可以提供与单通道A/D转换器同样优异的动态性能，但是比使用2个单通道A/D转换器具有更好的抗串扰性能。该器件采用差分输入形式，模拟输入范围Vp-p=l?2V，AD9238的输出数据为TTL/CM0S兼容电平，同时配合时钟电路可以提高电路的稳定性。
[0037]所述FPGA及其外围电路由FPGA和EPROM构成，FPGA采用Cyclone系列FPGA，该器件是一种由用户根据所设计数字电路系统的要求，在现场自行配置、定义的高密度专用数字集成电路，它具有小型化、低功耗、可编程、数字化和快速、方便、实用的特点，同时采用EPROM进行数据存储，防止FPGA断电后信息丢失。
[0038]所述USB接口电路采用CY7C68013芯片，该芯片是Cypress公司USB2.0的集成微控制器，该芯片内部具有增强型8051内核，其标准与8051兼容，同时，内部集成了 I个USB数据收发器、3个8位I/O 口、I个智能USB串行接口引擎、16位地址线、4kB BFIFO等。
[0039]系统电源可采用5V供电，FPGA以及A/D转换器等器件采用3.3V供电，因此采用电源模块实现5?3.3V的电压转换。所以电源电路采用LT1764-3.3，该芯片可以提供I A的供电电流，可以满足系统需求。
[0040]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
[0041]在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
[0042]尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【权利要求】
1.一种变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，包括信号调理电路、数据采集电路和FPGA及其外围电路；其中， 所述信号调理电路与电力监控信号输入端连接，在接收电力监控信号后用于模拟信号的预处理； 所述数据采集电路读取所述信号调理电路预处理模拟信号之后将模拟信号转换为数字信号; 所述FPGA及其外围电路采集数字信号后进行存储或相应的预处理，并上报给计算机。
2.根据权利要求1所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，还包括USB接口电路，所述FPGA及其外围电路通过该USB接口电路将信息上报给计算机。
3.根据权利要求2所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，所述USB接口电路采用CY7C68013芯片。
4.根据权利要求1所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，所述信号调理电路采用ADTl-1。
5.根据权利要求1所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，所述数据采集电路包括A/D转换器和时钟电路。
6.根据权利要求5所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，所述A/D转换器采用AD9238。
7.根据权利要求1所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，所述FPGA及其外围电路包括FPGA和EPROM。
8.根据权利要求7所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，所述FPGA采用Cyclone系列FPGA。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，还包括与FPGA及其外围电路连接的电源电路。
10.根据权利要求9所述的变电站的电力监控与数据采集系统，其特征在于，所述电源电路采用LT1764-3.3。
【文档编号】G05B19/042GK203444270SQ201320462673
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】陈代明, 蒋显兵 申请人:成都电业局双流供电局