当前位置：首页 > 电力控制
  • 变频器的应用

    变频器的应用

    　　变频器 　　变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。 　　变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 　　变频器的应用 　　1、空调负载类 　　写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技术是变频调速节电。 　　2、破碎机类负载 　　冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机，该类负载采用变频后效果显著。 　　3、大型窑炉煅烧炉类负载 　　冶金、建材、烧碱等大型工业转窑（转炉）以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。由于这些调速方式或有滑环或效率低，近年来，不少单位采用变频控制，效果极好。 　　4、压缩机类负载 　　压缩机也属于应用广泛类负载。低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁（如制氧机）、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。 　　5、轧机类负载 　　在冶金行业，过去大型轧机多用交-交变频器，近年来采用交-直-交变频器，轧机交流化已是一种趋势，尤其在轻负载轧机，如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用变频器，满足低频带载启动，机架间同步运行，恒张力控制，操作简单可靠。 　　6、卷扬机类负载 　　卷扬机类负载采用变频调速，稳定、可靠。铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁原料输送设备。它要求启、制动平稳，加减速均匀，可靠性高。原多采用串级、直流或转子串电阻调速方式，效率低、可靠性差。用交流变频器替代上述调速方式，可以取得理想的效果。 　　7、转炉类负载 　　转炉类负载，用交流变频替代直流机组简单可靠，运行稳定。 　　8、辊道类负载 　　辊道类负载，多在钢铁冶金行业，采用交流电机变频控制，可提高设备可靠性和稳定性。 　　9、泵类负载 　　泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等，有低压中小容量泵，也有高压大容量泵。许多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等采用变频调速，均产生非常好的效果。 　　10、吊车、翻斗车类负载 　　吊车、翻斗车等负载转矩大且要求平稳，正反频繁且要求可靠。变频装置控制吊车、翻斗车可满足这些要求。 　　11、拉丝机类负载 　　生产钢丝的拉丝机，要求高速、连续化生产。钢丝强度为200Kg/mm2，调速系统要求精度高、稳定度高且要求同步。 　　12、运送车类负载 　　煤矿的原煤装运车或钢厂的钢水运送车等采用变频技术效果很好。起停快速，过载能力强，正反转灵活，达到煤面平整、重量正确（不多装或少装），基本上不需要人工操作，提高了原煤生产效率，节约了电能。 　　13、电梯高架游览车类负载 　　由于电梯是载人工具，要求拖动系统高度可靠，又要频繁的加减速和正反转，电梯动态特性和可靠性的提高，边增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多，近几年逐渐转为交流电机变频调速，无论日本还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。如上海三菱、广州日立、青岛富士、天津奥的斯等均采用交流变频调速。不少原来生产的电梯也进行了变频改造。 　　14、给料机类负载 　　冶金、电力、煤炭、化工等行业，给料机众多，无论圆盘给料机还是振动给料机，采用变频调速效果均非常显著。吉化公司染料厂硫酸生产线的圆盘给料机，原为滑差调速，低频转矩小，故障多，经常卡转。采用变频调速后，由于是异步机，可靠性高、节电，更重要的是和温度变送器闭环保证了输送物料的准确，不至于使氧化剂输送过量超温而造成事故，保证了生产的有序性。 　　15、堆取料机类负载 　　堆取料机是煤场、码头、矿山物料堆取的主要设备，主要功能是堆料和取料。实现自动堆料和半自动取料，提高了设备可靠性，设备运行平稳，无冲击和摇动现象，取料过程按1/cosφ规律回转调速，提高了斗轮回转取料效率和皮带运煤的均匀度，很受工人欢迎。 　　16、风机类负载 　　风机类负载，是量大面广设备，钢厂、电厂、有色、矿山、化工、纺织、化纤、水泥、造纸等行业应用较多。多数采用调节挡板开度开调节风量，浪费大量电能，采用变频调速，即可节电又减少机械磨损，延长设备寿命。 　　17、搅拌机类负载 　　化工、医药行业搅拌机非常之多，采用变频调速取代其它调速方式，好处特多。 　　18、纺丝机类负载 　　纺丝的工艺复杂，工位多，要求张力控制，有的要求位置控制。采用变频调速效果良好。 　　19、特种电源类负载 　　许多电源，如实验电源、飞机拖动电源（400Hz）都可用变频装置来完成，好处是投资少、见效快、体积小、操作简单。 　　20、造纸机类负载 　　我国造纸工业的纸机，要求精度高的多采用SCR直流调速方式，有的用滑差电机、整流子电机。由于存在滑环和炭刷造成可靠性和精度不高。导致造纸机械落后，一般车速只有200m/min左右，难同国外2000m/min相比。因而造纸机械的变频化已是大势所趋。 　　21、洗熨设备类负载 　　较大宾馆的洗衣机和熨衣设备以往多采用机械调速或者变极调速，只能提供一种速度或几种速度，对需要多次反复洗熨的织物不甚理想。采用变频调速，大大提高洗衣机的效率。 　　22、音乐喷泉类负载 　　非常招揽游人的音乐喷泉，其水的高低和量的大小是靠变频控制的。 　　23、磨床等机械类负载 　　磨床主轴惦记转速很高，需要电源的频率也高，有200Hz、400Hz甚至800Hz。以前主轴电机的电源多由中频发电机组拖动。中频机组体积大、效率低、噪声多、精度差。 　　24、卷烟机类负载 　　卷烟行业过去进口的卷烟机，不论莫林8还是莫林0，均不是无级调速。因而在卷烟行业主要是解决无级调速和可靠性问题，技术简单，变频器用法简单，收效极大。 　　25、减振和降低噪音型负载 　　不少负载，如大型空压机、中频机组等噪声大、振动大。采用变频技术，可以减振降噪，达到标准以内。 　　26、印染机类负载 　　大部分印染机械都是多单元联合工作的设备。工艺上要求各单元以相同的线速度同步运行并保持张力恒定，否则会断布、缠布、色度不均、色彩度不够、缩水率过大等质量问题。以往的印染机械无论是共电源方式或分电源方式都是采用直流调速系统。因为直流惦记固有的缺点，印染行业逐步采用交流变频技术。圆网印花机由进布单元、印花单元、烘房导带单元及落布单元组成，属于印染调速系统中复杂的一种。采用变频调速形成速度链控制。同步性能好，精度高，可靠性高。 　　27、注塑机类负载 　　注塑机是塑料加工成型的关键设备，数量多，耗电大。过去的节电方式多为通过△型（三角型）转换成Y型（星型）来节电的，效果一般。采用变频调速不改变注塑机原来的结构，控制油泵几个过程的压力或流量（如锁模、合模、射胶、保压、脱模、退模等），可节电20%～52%，较好的取代了过去的比例阀节流调速方式，大幅度降低能耗，珠江三角洲的不少注塑厂都进行了变频改造。改造注塑机时，要注意合模加速，否则产量降低，注意输入端和输出端的谐波干扰。 　　28、污水处理等环保类负载 　　环境保护越来越重视，它关系到人类赖以生存的环境。于是乎清洁能源、绿色城市均出现了。变频调速可用在三个方面的环保类负载。一是工业污水处理，二是垃圾电厂，三是工业排烟、排气、除尘的控制。 　　29、玻璃、陶瓷、制药、饮料、食品、包装等生产线负载 　　玻璃、陶瓷、制药、饮料、食品、包装等生产线采用变频调速，均取得很好的效果。 　　30、海上采油平台类负载 　　石油钻井采用交流电机变频调速要比直流调速好得多，尤其是在风沙、灰尘大的地方，因为交流电机可靠。海洋石油钻井平台，需要变频调速装置。 　　31、潜油电泵类负载 　　潜油电泵采油是油田采油的一种方式。潜油电泵多在1800m以下的油井内工作，多数采用工频全压启动、恒速运行，有下述弊病： 　　①启动电流过大，会损坏电机绝缘 　　②产生冲击扭矩，损坏机泵结构； 　　③泵突然产生较大吸力，容易吸入沙子，造成卡泵。且无稳压系统和井下液面波动较大，造成电压、电流不稳定，使潜油电机过励磁和欠励磁，引起故障。 　　32、聚酯切片类负载 　　聚酯切片是石化行业主要产品之一，由于变频调速精度高，便于多个控制点控制，平稳可靠、使用变频调速后可以增加产品质量，给企业带来极大好处。许多企业在扩容时均采用变频调速技术。

    时间：2020-05-25 关键词： 变频器 电力控制

  • MCF5282微处理器在电力控制系统中的应用

    本文中将介绍一种新型嵌入式微处理器MCF5282以及由它设计出的嵌人式主模板，能够满足多种通信方式的要求，而且其处理速度和实现多通道交直流采样的精度比起上述三类芯片都要高得多，其实时性也更完美。 　　 1 MCF5282微处理器的主要特点 　　 MCF5282微处理器是迄今为止Motorola推出的最高集成度的ColdFire系列32位微处理器，内含有2 KB的高速缓冲存储器Cache、64 KB的随机存储器RAM和512KB的闪存Flash，其I／0口总数达到152个。它还采用智能DigjtalDNA技术，在66 MHz下工作速度为59Dhrystone2．1 MIPS。此外，MCF5282微处理器还具有新型设备： 　　◆快速以太网媒体存取控制(MAC)，支持100 MbpsMII，10 Mlaps MII和10 Mbps 7线实际接口，它使以太网连接从板级扩展到芯片级，这是MCF5282区别于其他类型处理器的特色之一。 　　◆QSPI模块，提供带有序列传输性能的串行外围接口。 　　◆3个通用异步串行接口模块UART。 　　◆I2C系统总线模块。 　　◆CAN 2．0B标准接口模块。 　　◆4个32位的DMA定时／计数器、8个16位通用定时／计数器、4个周期中断定时／计数器。 　　◆8路10位A／D转换器模块(QADC)。 　　◆DMA控制模块，可对8位、16位、32位的数据进行操作。 　　◆2个中断控制模块，每个中断控制模块可管理7级中断，每级又有9个中断源，共可管理126个中断源。 　　◆带冲突检测的复位控制模块。 　　◆电源管理模块(PWW)共有四种运行模式：Run．Wait，Doze-和Stop。 　　 2 微机保护装置的嵌入式主模板 2．1 微机保护装置的工作原理 　　 由待保护系统送来的电流电压信号，经电流电压互感器变换后产生低电压信号(±10 V内)送入主模板。主模板内的MCF5282微处理器运行片内的保护软件，进行信号采样，完成各种数值运算、分析及处理，从而确定待保护系统的运行状态。如有故障，则由MCF5282经输出模板发出跳闸动作信号，达到保护系统的目的；同时，由各种通信方式将保护动作信息送入管理模板和上位机，记录、保存数据并报警，完成微机保护装置的工作过程。 　　 2. 2 MCF5282构成的嵌入式主模板 　　 笔者在设计110 kV高电压的微机保护装置中，选择以MCF5282为核心，构成嵌入式系统的硬件主模板。它主要由数据采样、存储器、开关量输入输出、通信以及串行时钟和E2PROM等电路组成，如图1所示。   　　 以下将对MCF5282与各个部分的连接及工作原理加以叙述。 　　 2.2.1 MCF5282电路 　　 为提高主模板的可靠性，应尽量减少MCF5282的外围器件，设计MCF5282以单片方式运行，MCF5282采用I／O端口或功能端口，与外部进行信息交换。系统的复位电路采用带电源监视的复位电路芯片IMP706R，在装置上电、电源电压异常、手动复位和程序运行混乱或超时而产生“死锁”时可使系统复位，其电路如图2所示。   　　 2.2.2 存储器和数据采样电路 　　 存储器选用2片FMl8L08，数据采样选用AD976A，两种器件的数据线、地址线共用，控制线除片选线外，其他线共用，如图3所示。MCF5282微处理器中的软件以I／O端口方式操作这些信号线。   　　 FM18L08是采用先进的铁电技术制造的32 KB非易失性铁电随机存储器FRAM，其数据掉电后可以保存10年之久。它的高速写操作以及擦写次数多使得它比其他非易失性存储器具有更高的优势。FMl8L08与MCF5282的连接如图3所示，2片FMl8L08采用并联的方式构成32 K×16位的存储器．它可以进行8位和16位的数据操作。MCF5282片内已有64 KB的随机存储器，足以存放嵌入式系统中软件处理的各种数据，扩展FMl8L08的主要目的是实现数据录波和动作参数的存放。 　　 MCF5282中有8路10位队列式A／D转换器模块(QAE)C)，但其路数和精度均达不到要求，因此采用了2片美信公司的16选1模拟电子开关芯片MAX306与AD976A构成31路16位、信号范围为土10 V的数据采集电路。 AD3976A是ADI公司生产的模数转换器，其分辨率为16位，最高采样速率可达200 ksps，它是采用电荷重分布技术的逐次逼近型模数转换器，其结构比传统逼近型ADC简单，且不再需要完整的模数转换器作为核心。由于电容网络直接使用电荷作为转换参量，而且这些电容已经达到了采样电容的作用，因而不必另加采样保持器，从而大大简化了前置电路。在滤波电路中，交、直流信号分别采用传统的RC和RLC滤波电路进行滤波。 　　 2.2.3开关量输入输出电路 　　 MCF5282主模板设计了34路的开关量信号输入和17路开关量输出信号。每一路开关量输入均通过光隔芯片TLP521，再到达MCF5282的I／O端口。控制软件由MCF5282的I／0口送出输出信号，经过74LVXC3245和ULN2004两级驱动器，控制输出模板中的继电器，如图4所示。   　　 2.2.4 通信电路 　　 根据MCF5282微处理器的通信端口，设计了以太网、CAN、RS一232和RS—485通信的外围电路，构成多种通信方式与上位机系统和管理模板进行信息交流。CAN、RS一232和RS一485通信的收发器分别使用PCA82C250、MAX3232和MAX485，为了提高通信质量，中间用光电隔离器件6N137进行隔离。为了满足高端用户的需要，设计有以太网通信，外围驱动芯片选用VT6103芯片。 　　 2.2.5 串行时钟和E2PROM电路 　　 笔者选择1片I2C总线接口的时钟芯片PCF8563和1片I2C总线接口存储器芯片24LC256，它们都挂接在MCF5282微处理器的12C总线上，如图5所示。PCF8563是Phlips公司设计生产的工业级实时时钟芯片，具有功耗低、精度高的特点，使嵌入式系统的硬件主模板有长时期稳定的时间信号。24LC256是一个256。KB的串行E2PROM，可用电擦除，主要作用是存放嵌入式系统的软件在运行过程中所需要的重要参数，例如保护定值等。   　　 3 软件实现 　　 软件程序的整体结构主要包括主程序、采样中断服务程序和故障处理程序。正常运行主程序，每周期(正弦波)采样24点，每执行一次采样中断服务程序并判断相电流差突变量启动元件DIl是否动作。如果DI1不动作，采样中断程序执行完后，正常返回主程序；如果DI1动作，采样中断程序执行完后，转入执行故障处理程序，完成相应保护功能，直到整组复归，返回正常运行的主程序。程序流程如图6所示。   　　 4 小 结 　　 本文介绍了利用微处理器MCF5282构成的嵌入式保护装置的主模块及其与外围电路的连接。由于此模块中采样电路是多通道高速采样，所以要合理地设计参考电压VREF。在设计PCB板时，要注意合理布局和设置良好的静电屏蔽，以防电磁干扰问题。另外，在开关量输入、输出控制以及各种控制信号线中，可根据PCB布线的远近，灵活选择MCF5282处理器的原因之一。将上述设计的嵌入式主模板外加其他模板可配置成具有母线保护、线路保护、发电机保护和变压器保护功能的微机保护装置。此保护装置已运用于实际的电力监控中（110V），如发电机组、变电站和铁路线上，且运行效果良好。

    时间：2010-11-24 关键词： 微处理器 mcf 电力控制 5282

  • 基于CS5460A的智能电力控制系统

    摘要：介绍一种基于CRYSTAL公司的电能计量芯片CS5460A设计智能电力控制终端，给出控制系统的总体结构设计，该系统对电流、电压，以及电能进行测量、计算和储存。其次，结合时钟芯片DS1302，E2PROM存储芯片X5045和读卡器模块ZLG500C，使系统能完成自动抄表、远程付费、数据备份、自动断电等功能，实现对电能测量自动化控制和数字化管理。关键词：CS5460A；ZLG500C；电能参数；智能电力控制0 引 言    随着智能家居时代的来临，传统的感应式电能表不但无法满足自动化控制的需要，也为数字化集中管理带来了不便。本系统的研究主要是针对智能家居的自动化、网络化和数字化需求所提出的，使用CS5460A电能计量芯片与相关外围芯片结合，不但实现了最基本的电能测量，还具有自动抄表、过载断电等功能。本系统通过微处理器对整个系统进行控制，因此能够用软件的方法实现信息的采集、处理和存储，大大简化了仪器的整体结构。1 系统硬件设计l．1 系统的总体架构    为了使操作可视化，该系统采用键盘输入，同时加入LCD，构成人机互动界面。为了更易于组建分布式电能管理系统，该电能表加入了标准的RS 485串行接口，将相关数据上传至上位机进行统一管理。电能表的硬件是由MCU P89C61X2、C85460A、LCD、DSl302、X5045等所组成，其组成如图1所示。    该系统的工作原理如下：由互感器电路及取样电路将回路的电压和电流信号转换为最大有效值为250 mV的小电压信号。CS5460A根据采样电路输入的电压电流算出电能，然后把电压、电流和功率存入E2PROM再由串行差分总线RS 485传送给CPU，CPU将数据进行处理后显示在LCD上。同时可以根据DSl302内的时钟信息，定期将用电数据者通过RS 485串行接口把当月用电量传给上位机。该系统中的E2PROM存有增益校正和偏移校正的系数以及相关的电能计量信息。可以看出，电能表的准确与否取决于采样电路的设计及电能计量芯片的性能。1．2 采样电路的设计    CS5460A的电压通道和电流通道可与电阻分流器或互感器接口。其电流通道的可编程增益放大器(PGA)的增益可设为10 dB和50 dB，分别对应于最大有效值为250 mV和50 mV的交流信号输入；电压通道的最大有效值输入为250 mV。由于CS5460A的∑-△型模／数转换器采用过采样原理，对高频噪声有较强的抑制，因而对输入信号无需进行复杂的滤波器处理，引入阻容滤波电路反而容易引起相移。    图2和图3是电压和电流的采样电路。在图2中，PT是变比为1:1的电流型电压互感器，CT为变比2 000:1的电流互感器。取样电阻R3，R4，R3，R6的阻值由被测信号的最大值决定。电阻R1，R2，R7，R8为电压、电流模拟通道的输入保护电阻。原理图中R3=R4，R5=R6。经变换后的小信号以差模电压的形式接到Cs5460A的模拟信号输入端，减小输入阻抗。由于互感器的使用引入可能造成输入信号的相移，使功率测量的误差增大。而CS5460A具有相位补偿功能(可进行-2．4°～+2．5°的相位补偿)，可以大大减小互感器相移所带来的误差的影响。1．3 CS5460A的接口设计    CS5460A的串行口包括4条控制线：，SDI，SDO，SCLK，极易与微处理器连接。对其操作是通过传输命令字来实现的，CS5460A的命令字包括寄存器读写、校准等在内的7个命令字。具体来说，一个数据的传输总是从向串行接口的SDI发送8位命令字开始的，当命令中包括一个写入操作时，在其后有24个行数据。当发出一个读取命令字时，串口将根据发出的命令，在其后的8，16，24个SCLK周期从SDO引脚上串行输出寄存器内容。    CS5460A的数据输入SDI、数据输出SDO、串行时钟SCLK、片选、分别MCU与MC的PO．0，P0．1，P0．2，P0．4相连，复位端RESET接P89C61X2的PO．3，测量之前要对CS5460A进行复位。    引脚用来通知系统转换器转换结束或出错信息，这些事件包括芯片运行的状态和内部故障状态，与P89C61X2的INT0相连，低电平有效。状态寄存器与屏蔽寄存器组合将产生信号，当状态寄存器的某位有效，并且屏蔽寄存器相应的位是逻辑1，INT信号被激活；当状态寄存器的这一位恢复为无效时，中断状态被清除，一般89C51每经一次计算周期通过中断或查询读一次测量数据。CS5460A与89C51系列单片机的接口电路如图4所示。1．4 时钟模块的接口设计    DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟／日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟／日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM／PM指示决定采用24或12小时格式DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线：RST复位端；I／0数据线；SCLK串行时钟时钟。RAM的读／写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。 DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1 mW。其接口电路如图5所示。1．5 E2PROM模块的接口设计    该芯片内的串行E2PROM是具有Xicor公司块锁的保护功能的CMOS串行E2PROM，它被组织成8位结构，由一个四线构成的SPI总线方式进行操作，其擦写次数至少有l 000 000次，并且能保存数据长达100年。X5045的接口电路如图6所示。1．6 ZLG500C的接口设计    为了能减少I／0口的占用，提高系统的集成度，本系统采用ZLG500C读卡器模块来进行开发。ZLG500C以MFRC500为主体，该系列模块具有如下特点：四层电路板设计，双面表贴工艺，EMC性能优良；采用PHILIPs高集成度读卡芯片MFRC500；具有控制线和可控蜂鸣器信号输出；能读写MFRC500内E2PROM；支持Mifarel S50，Mifarel S70，MifareUltraLight，Mifare Light。    在使用时只需将Rx，Tx和相应控制接口接入MAX485的相应端口即可，模块中所具有的微控制器能根据特定的数据格式，进行网络层和数据链路层的格式转换，使得ZLG500C和单片机之间进行通讯。2 系统软件设计2．1 系统主体程序框架设计    整个系统软件由主程序与数据采集子程序、数据记录子程序、数据通信子程序、异常处理子程序、显示子程序等组成。如图7所示。2．2 CS5460A的程序设计2．2．1 CS5460A的校准    为了能使提高CS5460A的实际测量准确度，在开始测量前要对其进行校准。CS5460A提供AC和DC校准。用户通过设置校准命令字中的相应位来决定执行那种校准，不管是那种校准都有两种模式：系统偏移校准和系统增益校准。无论是AC还是DC校准，用户部必须提供正的满量程信号以完成系统增益校准以及参考地电平以完成系统偏移校准，用户提供的校准信号的差分电压必须限定在差分电压输入范围内。因为本文使用的是市电即交流信号(220 V，50 Hz)，所以校准均采用AC校准。AC偏移校准时需提供零电压和零电流信号，最后得到的实际测量值=线性值+偏移值；AC增益校准实质是对CS5460A的电压电流有效值寄存器、电能寄存器进行系统刻度校准，需提供满量程电压电流信号。最后使得对应输入端校准参考信号电平的电压有效值寄存器(RMS)的值为0．6。然而，每次复位会将偏移寄存器清O和增益寄存器置1，因此，将第一次校准得到的偏移寄存器值、增益寄存器值保存在E2PROM，每次复位后，CS5460A初始化时将这些值重新装入对应的寄存器中。校准的一般流程如图8所示。2．2．2 CS5460A的初始化    在该系统中，CS5460A的工作时钟MCLK选定为4．096 MHz，分频系数K设为1，循环计数寄存器的N值设为4 000，则一个基本的计算周期为(1 024×N)／(MCLK／K)=1 s。    CS5460A与单片机的接口非常简单，但它的初始化命令较多，使用上有一定的技巧，如使用不当有时可能初始化不成功，引起芯片的转换出错，使系统不能正常工作。所以在使用过程中将初始化过程反复调试，编成通用子程序，使用时调用，可确保每次运行的准确、可靠。CS5460A初始化子程序框图如图9所示。    CS5460A初始化程序如下：    CS5460A WriteReg(0x40)； ／／写配置寄存器    CS5460A_WriteReg(0x78)； ／／写控制寄存器    CS5460A WriteReg(0x74)； ／／写屏蔽寄存器    read byte()； ／／从E2PROM中读取校准值    CS5460A_WriteReg(Ox60)； ／／写交流电流偏移寄存器    CS5460A_WriteReg(Ox62)； ／／写交流电压偏移寄存器    CS5460A_WriteReg(0x44)； ／／写交流电流增益寄存器    CS5460A_WriteReg(0x48)； ／／写交流电压增益寄存器    CS5460A_WriteCommand(0xe8)； ／／写入开始转换命令2．3 ZLG500C的程序设计    ZLG500C模块通过对上位机电能数据的存取，和对非接触IC卡的值操作，可以实现对电表的远程付费。    一般非接触IC的读卡流程如图10所示。       程序如下：2．4 中断服务程序的设计2．4．1 电能测量中断处理    中断处理子程序：本系统利用单片机外部中断，低电平有效。当CS5460A的一个计算周期结束后，引脚由高电平变为低电平，触发微单片机外部中断，程序转到中断处理子程序。中断服务子程序的功能是先读取CS5460A的寄存器值，然后判断用电量是否过载，如果过载则通过继电器断开总电源，如果用电在额定功率范围内，则更新E2PROM中I，V，P寄存器内的值并将最新的电能寄存器中的值与E2PROM中的电能数据进行累加后存入E2PROM并将数据显示在LCD上。最后判断当月用电信息是否已经上传至上位机，若未上传则通过RS 485上传信息。2．4．2 按键中断处理    本系统中设有一个付费按键，该键连接外部中断，中断触发后执行如图11所示流程。3 结 语    综上所述，本文为智能化电能管理提供了一个有效的解决方案。本系统因采用的X5045，所以可将电压和电流有效值、功率、用电量等历史数据保存在E2PROM中，不断刷新，以供出现故障时查看故障过程，同时系统作为智能终端通过RS 485串行差分总线与上位计算机连接，将当前计算所得数据上传。对用电功率、电流、电压、频率、电量等进行集中监测和控制，设计出分布式电能控制系统，实现电能的分散控制和集中管理。此外，该系统可通过模拟开关复用RS 485总线，读卡器模块ZLG500C实现远程电能付费等一体化的功能。

    时间：2010-03-24 关键词： cs 5460a 5460 电力控制

发布文章

深度阅读

技术子站

更多

项目外包

更多

论坛活动

更多

资料下载

更多

技术专题

更多

编辑原创

更多

评  测

更多

公 开 课