电力电量参数测量与分析系统设计开题报告

 2022-12-16 08:12

1. 研究目的与意义

1.研究背景

我国经济最近几年飞速发展,科学技术在经济增长中的比重也越来越大,人们生活水平显著提高。这一系列社会现象赖以生存的土壤就是供电的可靠性,这也表明国民经济的显著改善都对电力参数监测提出了更高的要求。

我国企业电力用户越来越多,企业要求提供持续优质输出的电能越来越迫切,对供电可靠性、安全性和供电质量提出了更高的要求。很多高新技术企业对电能质量的要求很高,有些产品对电能质量参数较为敏感,如果供电质量达不到要求,会造成大批产品报废,合格率降低,企业成本大幅度上涨,竞争力大为降低。另外电力参数不达标,可能造成设备损坏,设备制造出来的产品也不合格等。由此可见,进行电力参数监测具有很重要的现实意义。

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2. 研究内容与预期目标

1.研究内容

本系统主要由51单片机及其外围电路、电流/电压互感器电路、LED显示电路、报警电路等部分组成。电流/电压互感器电路负责采集电参量信息将信息上传给单片机,单片机控制系统对信息进行处理,将电力系统电压和电流有效值、功率及电能等通过显示电路显示,使用时间芯片实时显示时间,并设置掉电保护功能。本次设计主要从两个部分进行研究,分别为硬件设计与软件设计。

(1)硬件设计

构建本次系统所需要的硬件电路,包括电流互感器、电压互感器、显示器、最小系统、报警电路、时钟芯片电路等,确定每一个部分的器件型号,并进行焊接与硬件元件信号调试。

(2)软件研究

根据硬件设计可构建的软件,分别为数据采集模块、实时显示模块、声光报警模块、掉电保护模块以及时钟模块。根据设计的需求,设计每一部分为一个子模块,并创建处属于模块独有的函数接口,用于主模块直接调用。

2.预期目标

(1)实时监测功能:检测电流值、电压值、功率等;

(2)报警功能:过电流报警、漏电流报警的报警;

(3)输出功能:输出动作指令、LCD实时显示、实时时间显示;

(4)掉电保护功能。

3. 研究方法与步骤

认真研读任务书的要求,调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图,熟悉51单片机的基本原理,了解该单片机的硬件组成和结构,理解电力参数系统的基础知识,对照所收集的资料进行整体方案构思,整体系统框架设计,整体方案设计好后着手各部分的设计。对不明白的部分通过查阅资料,向指导老师请教,和同学讨论解决。具体分为以下步骤:

(1)了解51单片机原理及研究现状,掌握其基本原理、硬件组成及结构、应用概况及熟练掌握单片机编程方法;

(2)了解电力参数发展历程及国内外研究现状;

(3)查找设计工具相关资料;

(4)分析方案优势,提出系统的总体设计方案

(5)设计整个系统的框架,绘出系统框图;

(6)信号采集调理部分设计;

(7)其他电路部分设计(电源,时钟,报警,显示,键盘输入等);

(8)掉电数据保护模块设计;

(9)系统软件的设计编程;

4. 参考文献

[1]孙越,李聪,芦茜,等.基于单片机的用电量智能监测装置[j].科技视界,2019,000(022):42-43,109.

[2]李宗荫,郭迎庆.基于单片机的接触网参数检测控制系统设计[j].电子测量技术,2020, v.43;no.340(08):23-27.

[3]基于以太网的电力参数远程监测系统设计[j].大众科技, 2019,v.21;no.243(11):33-36.

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5. 工作计划

(1)2022.3.4—2022.3.16 查阅资料,撰写开题报告

(2)2022.3.17—2022.4.10硬件功能分析,熟悉单片机指令及编程语言

(3)2022.4.11—2022.5.10设计电路原理图、编制应用程序

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