EDNChina技术论坛-电子工程师的设计灵.docx

FKGA42-RS8100电力负荷管理终端技术方案厦门瑞申自动化科技有限公司一、 概述FKGA42-RS8100电力负荷管理终端（配变管理终端）是以计算机应用技术、现代通信技术、电力自动控制技术为基础的信息采集、处理和实时监控系统。用电管理终端集电力负荷管理和现场客户服务功能于一身,技术先进、功能完善、扩展灵活，是供电企业监控用户用电情况，提高需求侧管理水平的新一代远程监控装置。用电管理终端采用高速32位嵌入式处理器+DSP CPU、嵌入式操作系统，作为负荷控制与管理系统中的智能采集执行终端，广泛应用于变电站、大用户、配变电站。可利用移动公网GPRS/CDMA或其它通讯方式和电力负荷管理主站进行通讯。终端按照主站发来的计划用电指标实施当地功率和电量控制，还可以接收主站的遥控命令来直接控制用户的负荷。终端可将用户的用电参数、执行负荷控制的结果以及终端运行中的一些重要信息和告警信息主动上报或者召测上报。终端支持多种规约的电能表数据采集，采用全汉化的液晶显示界面，菜单驱动，操作简单直观。二、 终端外形及操作面板终端操作面板的主要部件如图1所示；图1 FKGA42-RS8100终端图三、工作原理终端采用模块化设计，可以根据客户需求进行不同的模块化组合；原理框图如图2所示：LPC2214专用计量芯片电压电流显示时钟FLASHFRAMSRAMGPRS/CDMA通讯模块多路RS485RS232红外键盘遥控遥信/脉冲电源及电池管理电池图2 工作原理框图终端主要由以下几部分组成：数据处理部分、计量采样部分、控制部分、开关量/脉冲采集部分、通讯模块部分等，具体描述如下：3.1 数据处理部分CPU采用PHILIPS公司生产的LPC2214处理器，该处理器是当今世界上非常先进的工业用途ARM芯片，其运行速度快、处理功能强大、具有丰富的片内外资源， CPU通过与各通讯口的通讯，完成与外设数据的交换；对数据进行统计分析；CPU将设置数据、统计数据及计算数据等保存在FLASH、FRAM、SRAM等存储器中；通过遥信/脉冲接入口，获取开关或电能表脉冲信息。终端的历史数据存储容量为8MByte；采用SAMSUNG公司的K8D6316，该器件属非易失串行FLASH存储器；SRAM采用ISSI公司的61LV51216，具有省内，存取速度快的特点。3.2 计量采样部分计量芯片采用国内知名品牌ATT7022B，其集计量、谐波采集于一身的处理芯片；交流输入部分采用互感器隔离输入，保证了信号处理的抗干扰性能。3.3 控制部分输出控制部分由控制输出预动作部分和控制执行部分组成，控制输出采用主处理器与协处理器共同执行方式，通过多次数据确认保证控制输出的可靠性，防止控制误动作。3.4 开关量/脉冲采集部分采用光电隔离输入，脉冲计量准确，可直接接入有源或无源信号，接入方式灵活，可适用不同脉冲表的输出要求。 3.5 通讯部分通讯部分采用模块设计，模块可配置为GPRS/CDMA/网络通讯/电话MODEM，通讯连接可靠；四、终端主要特点4.1 完全符合国家电网公司新颁布的电力负荷管理系统功能规范和Q/GDW-129电力负荷管理系统通用技术条件对终端的要求,完全实现Q/GDW-130电力负荷管理系统数据传输规约。支持DL/T645-1997多功能电能表通信规约以及业内多种国内外表计协议；4.2 CPU采用嵌入式32位系统+DSP的构架，实时运算处理能力强。配有不掉电工作RAM和高性能CPU监控芯片。设备工作稳定可靠，配有大容量FLASH ROM内存，可进行大批量数据存储，包含各种用电信息、实时数据、历史数据、参数等随时供用户查询，且不需要电池可停电保持数据达10年之久。4.3 通信方式灵活：可根据用户不同通信条件灵活配置通信模块(选配不同插件),支持 GSM/GPRS/CDMA等无线网络通信方式，具有速度快，工作电流小，抗干扰性强等优点，从而使得数据传输具有高可靠性。支持天线一体化，内置、外置方式可变。终端自带有一个标准的232通讯接口，便于现场操作维护。4.4 自主设计的超宽电压范围电源模块，使用三相电源供电，在缺两相（三线四线模式）或一相（三相三线模式）均可正常工作，可长时间承受1.9Un工作电压。4.5 专门订制的128*64点阵超宽温中文液晶显示，图文并茂内置8000多汉字，可查看的信息丰富；并有自动背光控制功能，背光强度高。4.6 采用了高精度实时时钟模块，使用国外名牌锂电池作为时钟芯片的后备电源，为数据采集和处理提供准确的时间标志，电源掉电不影响其运行。4.7 具有功能强大的组态功能，可以在当地/远方修改设备参数，支持当地/远方软件的在线升级4.8 采用先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证采样和电能计量精度。4.9 实现时段控、厂休控、营业报停控和当前功率下浮控等四种功率定值闭环控制；实现月电能量控制、购电能量控制、催费告警等三种电能量定值闭环控制；实现保电/剔除功能，实现主站遥控跳闸功能；五、基本功能产品功能： 数据采集 采集电能表脉冲输出、RS485输出（计量表计、交流采样装置或其它智能装置）、开 关辅助触点、门接点。 电能表的数据采集，主要采集电量、电压、电流、功率、功率因数、异常监测等、 以达到为电费、计量、生技等数据应用部门服务的目的。 采集并计算实时和当前数据、日曲线及历史数据至少保存7天的数据，月历史数据至 少保存3个月的数据。 遥控跳合闸功能 终端按照主站下发的控制命令对终端进行控制。主站下发的遥控命令包括控制轮 次、告警时间、控制（限电）时间。控制轮次为14轮，各轮独立操作，可对任一 轮次或组合几个轮次进行跳闸和合闸动作。 若终端处于保电状态，则不执行遥控跳闸命令。 终端自动记录命令下发时及跳闸后的负荷备查。 当地闭环控制 功率控制： 功率控制包含时段功控、厂休控、营业报停控、当前功率下浮控。 月电量控制： 终端可进行月电量控制同时记录月电量告警时间及实际电量和跳闸结束的时间、电 量；当月电量控制解除或次月首日零点时，自动允许合闸。 购电量控制 购电控基本参数，进入购电控报警状态后，终端在每个整点语音报警3次。 保电功能 当终端处于保电投入时，不输出任何跳闸信号，但终端控制逻辑照样执行。 剔除功能 当终端收到剔除投入命令后，对于任何广播命令或终端组地址命令（对时命令除外 ）均不响应。 通话功能 广播通话： 主站可通过设置命令向各终端广播式通话。 选址通话： 主站根据需要通过设置命令和某一终端进行通话，其它终端不应听到。 禁止通话： 主站可通过命令闭锁终端的通话功能。 数据转发功能 终端具有将主站命令转发给下属智能装置（如电表、交流采集装置）并将智能装置 的返回数据信息传送给主站的功能。 中文信息 终端提供10条中文信息，每条中文信息80个汉字，信息内容可自行定义。汉字编码 标准符合国标内码要求。 本地维护 终端具有本地维护接口，本地维护接口的通信规约与远程通信接口的通信规约相 同。 初始化