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基于波动监测的电能在线监测方法研究.pdf
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1、213自动化与控制基于波动监测的电能在线监测方法研究王明伟1 史保平2(1.泰山科技学院,泰安 271000;2.泰山职业技术学院,泰安 271000)摘 要:为了解决电能质量在线监测和波动数据不易被获取的问题,提出一种电能在线监测系统设计方法。提出的方法中,电能在线监测系统由 HLW8012 芯片、RS-485 通信协议和视窗控制中心(Windows Control Center,WinCC)组态的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)构成,除了可以实时获取电源的输出电压、电流、功率和波动变化数据,还可以对工作温度进行监测。在实验室中对该监测系
2、统进行验证,分析所采集的数据,验证了该系统具有一定的稳定性,能够满足使用需求。关键词:电能监测;波动监测;可编程逻辑控制器(PLC);数据处理Research on Online Monitoring Method of Electric Energy Based on Fluctuation MonitoringWANG Mingwei1,SHI Baoping2(1.Taishan College of Science and Technology,Taian 271000;2.Taishan Polytechnic,Taian 271000)Abstract:In order to so
3、lve the problem of on-line monitoring of power quality and the difficulty of obtaining fluctuation data,a design method of on-line monitoring system is proposed.In the method proposed in this paper,the electric energy online monitoring system is composed of HLW8012 chip,RS-485 communication protocol
4、 and Windows Control Center(WinCC)configuration Programmable Logic Controller(PLC).In addition to real-time access to the output voltage,current,power and fluctuation data of the power supply,it can also monitor the operating temperature.The monitoring system is verified in the laboratory,and after
5、analyzing the collected data,it is found that the system has a certain stability and can meet the needs of use.Keywords:electric energy monitoring;fluctuation monitoring;Programmable Logic Controller(PLC);data processing随着智能化仪表在工业生产中的广泛应用,各种电能在线监测系统应运而生1。电能在线监测系统不仅可以获取电能变化数据,还能分析电能质量波动2-3。为了解决电能质量监测
6、中波动数据不易被观察的问题,基于 HLW8012 芯片、RS-485 通信协议和视窗控制中心(Windows Control Center,WinCC)组态的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC),构建一种电能在线监测系统。利用该系统可以实时获取电源的输出电压、电流、功率和波动变化数据,同时可以监测工作温度。1 监测系统组成1.1 系统架构电表在线监测系统主要用于实时采集电源的电压和电流参数,根据采集到的数据计算功率,实现对电能的评估4,同时采集电源的工作温度,将温度变化作为是否出现危险的重要判断指标5-6。为了实现在线监测功能,构建系统时选择
7、HLW8012 芯片用于功率测量,利用电表集成的 Modbus RS-485 作为通信模块,利用 WinCC 组态软件构件的 PLC 接收包含时钟信号在内的多模态信息,并进行电量显示和超标报警。电能在线监测系统的逻辑结构如图 1 所示。在图 1 中,电源的电压、电流信号分两路且均利用 RS-485 通信模块,采用 Modbus RTU 协议进行传输,一路传输至功率测量模块进行有功功率、无功功率的计算,另一路联合温度信号传输至 PLC 模块。基于 WinCC 组态开发的 PLC 收集这些信号,结合时钟模块传输来的计时信号进行信号处理,在屏幕上输出结果数据和报警信息。图 1 电能在线监测系统逻辑拓
8、扑结构现 代 制 造 技 术 与 装 备2142023 年第 9 期总第 322 期1.2 元件组成在电能监测系统中,电表选用 ZDT7 型。该型电表具有可编程功能,能够测量工作现场的多种电量参数。该型仪表的测量精度最高可达 0.5 级,能够实时测量工作现场的三相电流和电压7-8。RS-485 通信模块集成在 ZDT7 型电表中,用于实现对信号数据的实时传输。该型通信模块采用差分标准执行数据的采集与传输,能够关联多个负载,1 km内的传输速度最快可以达到 100 kb s-1,短距离可以达到 10 Mbs-1,能够满足数据快速传输的应用需要7。功率测量模块采用 HLW8012 芯片实现。该芯片
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