[摘要]：變電站多路電壓監(jiān)測的硬件及軟件設(shè)計(jì) 變電站的電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)是考核各級電網(wǎng)電壓質(zhì)量﹑為有關(guān)部門制定電壓曲線﹑電網(wǎng)規(guī)劃和安排合理的運(yùn)行方式提供重要的依據(jù)。目前國內(nèi)生產(chǎn)的電壓監(jiān)測儀只能對某一個(gè)測試點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)保存在EPROM中，因其容量較小，因而所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)有限。本文作者所研制的智能電壓監(jiān)測儀是針對湖南省長沙電業(yè)局樹木嶺變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)的，可實(shí)現(xiàn)對多個(gè)回路同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，并有統(tǒng)計(jì)電壓最大值﹑最小值﹑電壓合格率﹑按時(shí)間查詢﹑觀測各測試點(diǎn)的日電壓曲線﹑打印出日報(bào)表和月報(bào)表等功能。 一﹑ 智能電壓監(jiān)測儀的基本功能： （1） 該智能電壓監(jiān)測儀安放在湖南省長沙電業(yè)局樹木嶺變電站，可實(shí)現(xiàn)對樹木嶺變電站的兩路220Kv的PT電壓﹑兩路 110Kv的PT電壓﹑四路10Kv的PT電壓及兩路220V直流電壓和兩路380V直流電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；監(jiān)測儀對被監(jiān)測的電壓采用有效值采樣，其采樣周期每秒一次，并作預(yù)處理存儲。一分鐘作為一個(gè)統(tǒng)計(jì)單元，取一分鐘內(nèi)的電壓預(yù)處理值的平均值，作為代表被監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)的實(shí)際運(yùn)行電壓； （2） 具有按時(shí)間查詢的功能； （3） 有圖形顯示功能； （4） 具有按月和日統(tǒng)計(jì)的功能，能顯示或打印電壓的考核時(shí)間﹑電壓合格率及合格累計(jì)時(shí)間﹑電壓超上限率及相應(yīng)累計(jì)時(shí)間﹑電壓超下限率及相應(yīng)累計(jì)時(shí)間，至少能存儲三個(gè)月的數(shù)據(jù)； （5） 具有日整點(diǎn)打印，最大值與最小值及相應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間打?。? （6） 具有數(shù)據(jù)備份﹑數(shù)據(jù)讀入﹑數(shù)據(jù)刪除等功能； （7） 監(jiān)測儀在被監(jiān)測額定電壓Un±20%的范圍內(nèi)，其綜合測量誤差r≦± 0.5%； 二﹑系統(tǒng)的硬件構(gòu)成： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖（一）所示，系統(tǒng)由兩個(gè) I-7017數(shù)據(jù)采集模塊﹑一個(gè)RS232/485電頻轉(zhuǎn)換模塊I-7520和十二個(gè)電壓變送器構(gòu)成。 I-7017數(shù)據(jù)采集模塊是泓格（ICP DAS）生產(chǎn)的8信道仿真輸入模塊，該產(chǎn)品共有8路差分輸入，16位分辨率，高達(dá)115.2K的通訊速率，主要用于工業(yè)現(xiàn)場或其它分布式數(shù)據(jù)采集，它采用RS232/485/422通訊網(wǎng)路，將分散的點(diǎn)信號傳輸?shù)街鳈C(jī)或由PC 控制遠(yuǎn)程各點(diǎn)。它具有獨(dú)特的雙看門狗安全設(shè)計(jì)，即軟件看門狗和硬件看門狗組成。每個(gè)I-7017內(nèi)有硬件看門狗，模塊萬一當(dāng)機(jī)時(shí)，可瞬間重新開機(jī)。主控計(jì)算機(jī)和每個(gè)I-7017模塊，有軟件看門狗互鎖，萬一主控計(jì)算機(jī)當(dāng)機(jī)，所有的輸出模塊就進(jìn)入預(yù)設(shè)的安全狀態(tài)，符合工業(yè)的安全要求。RS－485通訊網(wǎng)路如因故障或斷線，主控計(jì)算機(jī)和模塊間將無法互鎖無法通訊時(shí)，也會啟動軟件看門狗。軟件看門狗的設(shè)計(jì)非常巧妙，使用方便，可大幅增加系統(tǒng)安全性。 ISA-7520R為 RS-232 /RS485轉(zhuǎn)換模塊，該模塊直接插在PC 的擴(kuò)展槽內(nèi)，無須另外提供工作電源。ISA-7520R內(nèi)含自調(diào)適功能。它可自動檢測數(shù)據(jù)通信的波特率和數(shù)據(jù)格式，從而準(zhǔn)確的控制RS-485網(wǎng)絡(luò)，減少系統(tǒng)的花費(fèi)，增加系統(tǒng)的可靠性。 電壓變送器模塊是采用西南自動化研究所生產(chǎn)的WB400系列電量隔離傳感器，該傳感器采用特制隔離模塊,對電網(wǎng)和電路中的交流電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)測量,具有高精度﹑高隔離﹑寬頻響﹑低漂移﹑耐沖擊和高性能價(jià)格比等特點(diǎn)。其中V411D1模塊將PT的二次100V電壓轉(zhuǎn)換成5V的直流電壓，V332A模塊將220V或380V的直流電壓轉(zhuǎn)換成5V直流電壓。其等級精度為0.2級，線性范圍為0～120%額定輸入。 I-7017數(shù)據(jù)采集模塊置于現(xiàn)場，實(shí)時(shí)采集變送器輸出的電壓信號，并轉(zhuǎn)換成RS-485標(biāo)準(zhǔn)信號，送入RS-485網(wǎng)絡(luò)中。由于I-7000系列的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場訊號的隔離，而EIARS-485是工業(yè)上使用最廣泛的雙向有補(bǔ)償通訊協(xié)議，僅用一組雙絞線即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速和長距離的發(fā)送和接收，各節(jié)點(diǎn)并行連接，模塊與模塊﹑模塊與網(wǎng)絡(luò)之間相互獨(dú)立，因此極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。 [ALIGN=CENTER] 圖（一） 系統(tǒng)硬件圖[/ALIGN] 三﹑系統(tǒng)的軟件構(gòu)成： 系統(tǒng)的軟件采用Powerbuild6.5編制，系統(tǒng)軟件如下： [ALIGN=CENTER] 圖（二）系統(tǒng)軟件框圖[/ALIGN] 1﹑系統(tǒng)管理模塊設(shè)計(jì)： 系統(tǒng)管理模塊包括系統(tǒng)人員錄入和打印設(shè)置模塊。本系統(tǒng)軟件為分權(quán)限使用。在系統(tǒng)人員錄入模塊里，可錄入系統(tǒng)的使用人員的名字﹑密碼﹑和使用權(quán)限。系統(tǒng)的使用權(quán)限可分為一般操作人員和系統(tǒng)管理人員。若為系統(tǒng)一般操作人員，則只可使用數(shù)據(jù)采集模塊﹑數(shù)據(jù)查詢模塊﹑圖形顯示模塊等；若為系統(tǒng)管理人員，則所有的模塊均可使用。 [ALIGN=CENTER] 圖（三） 系統(tǒng)管理模塊方塊圖[/ALIGN] 2﹑數(shù)據(jù)采集模塊： 在數(shù)據(jù)采集模塊里可實(shí)現(xiàn)十二個(gè)通道的實(shí)時(shí)采樣，即每秒鐘采樣一次，采樣60次的取平均值作為一分鐘數(shù)據(jù)保存起來。在數(shù)據(jù)采集模塊里還可實(shí)現(xiàn)自動統(tǒng)計(jì)日報(bào)表，即在23點(diǎn)59分59秒自動統(tǒng)計(jì)當(dāng)日的最大電壓值﹑最小電壓值﹑考核時(shí)間﹑及最大電壓﹑最小電壓出現(xiàn)的時(shí)刻。 由于PowerBuilder支持MS 的OCX控件，這樣可以利用 VB4 附帶的MSCOMM32.OCX來實(shí)現(xiàn)同COM口的通訊。實(shí)現(xiàn)方法如下，先在窗口上加入OLE控件，選擇MSCOMM32。通訊端口編程如下： ole_comm1.Object.CommPort = 1 // ole_comm1是OLE控件的名稱，CommPort是端口。 ole_comm1.Object.Settings = "9600,N,8,1" //設(shè)置通訊協(xié)議 ole_comm1.Object.InputLen = 0 //初始化Input ole_comm1.Object.PortOpen = True //打開COM口 ole_comm1.Object.Output = "#"+ "010"+ CHAR（13） //向COM口發(fā)送字符 Do Yield（） //一直等待，直到InBuffer有數(shù)據(jù) LOOP Until ole_comm1.Object.InBufferCount >= 1 ls_Output = ole_comm1.Object.Input //取數(shù)據(jù) 其中ole_comm1.Object.Output = "#"+ "010"+ CHAR（13）為向端口發(fā)送一命令，要求？ 一號I-7017數(shù)據(jù)采集模塊的第0號信道讀入仿真信號。 數(shù)據(jù)采集的界面如下： [ALIGN=CENTER] 圖（四） 數(shù)據(jù)采集界面 [/ALIGN] 3﹑數(shù)據(jù)查詢： 在數(shù)據(jù)查詢模塊里根據(jù)輸入查詢的時(shí)間，把相應(yīng)的記錄檢索出來，并可實(shí)現(xiàn)打印功能。數(shù)據(jù)查詢的界面如圖五所示 [ALIGN=CENTER] 圖（五）數(shù)據(jù)查詢界面[/ALIGN] 4、圖形模塊： ？ 點(diǎn)擊圖形模塊，輸入欲查詢的時(shí)間，并選擇線路名稱，可檢索出該天這條線路的電壓采樣值，并畫出其變化的曲線，選擇打印功能，可打印出電壓曲線。 [ALIGN=CENTER] 圖（六）圖形界面[/ALIGN] 5、統(tǒng)計(jì)報(bào)表： 統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊包括日統(tǒng)計(jì)和月統(tǒng)計(jì)模塊。 在日統(tǒng)計(jì)窗口界面里，輸入欲查詢的時(shí)間，便可統(tǒng)計(jì)出該天八條線路的總考核時(shí)間﹑超上限時(shí)間﹑超下限時(shí)間﹑合格率﹑最高電壓﹑最低電壓﹑最高電壓出現(xiàn)的時(shí)間﹑最低電壓出現(xiàn)的時(shí)間﹑及當(dāng)天的平均值等。按打印鍵，可打印出日報(bào)表。在月統(tǒng)計(jì)的報(bào)表里，可實(shí)現(xiàn)本月的統(tǒng)計(jì)和年度統(tǒng)計(jì)。即輸入欲查詢的月份，可統(tǒng)計(jì)出當(dāng)月的總考核時(shí)間﹑超上限時(shí)間﹑超下限時(shí)間﹑合格率及年度內(nèi)累計(jì)越上限時(shí)間﹑累計(jì)越下限時(shí)間﹑累計(jì)供電時(shí)間 和累計(jì)合格率。按打印鍵，可打印出月報(bào)表 日統(tǒng)計(jì)報(bào)表的窗口界面如圖七所示： [ALIGN=CENTER] 圖（七） 日報(bào)表[/ALIGN] 7、數(shù)據(jù)處理模塊： 數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)備份﹑數(shù)據(jù)刪除﹑數(shù)據(jù)錄入﹑和月統(tǒng)計(jì)功能等。 在數(shù)據(jù)備份的窗口界面里輸入欲備份數(shù)據(jù)的時(shí)間段，將數(shù)據(jù)檢索出來，并備份到硬盤里。 若數(shù)據(jù)保存過久，可在數(shù)據(jù)刪除的窗口界面里檢索出欲刪除的數(shù)據(jù)，將其刪除。數(shù)據(jù)錄入界面可將備份的數(shù)據(jù)重新錄入到數(shù)據(jù)庫里來。 四、結(jié)語： 該智能電壓監(jiān)測儀經(jīng)湖南省電力試驗(yàn)研究所做電磁兼容的試驗(yàn)和精度測試，各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其軟件因使用方便，界面友好，而備受歡迎。