基于嵌入式單片機的電力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

馬連榮

摘 ?要：電力系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為當前社會各行各業(yè)所需要的必要系統(tǒng)，沒有電力系統(tǒng)的支持，各種電力設(shè)備無法被正常使用，電能也無法被有效輸送。城市用電量大幅度增加，因此電力系統(tǒng)也會經(jīng)常性地出現(xiàn)超負荷的情況，線路被影響后無法被繼續(xù)有效應(yīng)用，考慮到長遠的用電需求，技術(shù)人員可以利用新型單片機設(shè)備來改進電力系統(tǒng)，使其滿足智能化應(yīng)用的需求。

關(guān)鍵詞：嵌入式單片機;電力系統(tǒng);應(yīng)用技術(shù);智能化改造

嵌入式單片機是一種新型控制器，具有微型的特點，主要被應(yīng)用到系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)中，具有極高的集成度與可靠性，運行電壓偏低，整體體積比較少，待機時間比一般的控制器更長，擴展度偏高，組成構(gòu)件相對靈活，應(yīng)用成本比較低，同時在性價比方面也有優(yōu)勢。優(yōu)化現(xiàn)代電力系統(tǒng)時，可運用這種單片機設(shè)備，以更加智能化的技術(shù)手段控制電力系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)的需求。

1 嵌入式單片機設(shè)備分析

嵌入型單片機作為控制器可以被運用到很多類型的電力系統(tǒng)中，控制器為控制系統(tǒng)的核心裝置，使用重用計算機設(shè)備可實現(xiàn)對對象系統(tǒng)的全面控制，該系統(tǒng)具有良好的泛用性優(yōu)勢。使用單片機設(shè)備即可形成完整的嵌入式系統(tǒng)，其由存儲器、運算器、輸出輸入設(shè)備共同構(gòu)成，具有普遍性、本質(zhì)性與歷史性的使用優(yōu)勢，不需在系統(tǒng)內(nèi)部占用過多的空間，使用過程比較便捷。

2 電力系統(tǒng)硬件設(shè)置情況分析

2.1 電力系統(tǒng)模塊設(shè)置情況

將單片機設(shè)備嵌入到電力系統(tǒng)中之后，原有模塊需要被調(diào)整，利用控制其可以對電力系統(tǒng)的整體負荷進行考察，一旦發(fā)現(xiàn)負荷數(shù)值超出一定的限制，系統(tǒng)就會提供預(yù)警信息，視乎人員可確定系統(tǒng)故障的位置，進行實時化系統(tǒng)維修工作，在單片機的支持下，系統(tǒng)控制與維修工作的整體效率被提升，考慮到應(yīng)用單片機的需求，還需對技術(shù)模塊展開調(diào)整。

處理信號采集模塊中的問題，首先需測定電流與電壓的具體數(shù)值，將精準獲取的數(shù)值輸入到系統(tǒng)中，進入到信號轉(zhuǎn)換模塊中，對采集獲取的信號進行轉(zhuǎn)換，確保單片機設(shè)備可以處理數(shù)據(jù)。而后信號處理模塊可發(fā)揮出作用，單片機被啟用，直接處理數(shù)字信號，對比數(shù)據(jù)限值，根據(jù)線路的真實情況情況確定處理信號時使用的方法。最后利用輸出模塊將電力數(shù)據(jù)有效輸出，與其他模塊相比，該模塊具有的功能更加復(fù)雜，利用該種模塊可調(diào)整電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，還能在一定的范圍內(nèi)傳輸重要的信號，負責(zé)管理電力系統(tǒng)的工作的人員可以結(jié)電力系統(tǒng)的狀態(tài)來完成其他系統(tǒng)管理事務(wù)。

單片機給電力控制工作提供了極為關(guān)鍵的支持，供給電力的裝置同樣是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要硬件設(shè)備，沒有該系統(tǒng)，電能就無法被輸送到電力系統(tǒng)之中。監(jiān)控系統(tǒng)在有電能應(yīng)用需求時，可直接從電網(wǎng)中獲取必要的電能資源，通過轉(zhuǎn)換機設(shè)備可獲取低壓直流電。運用單片機系統(tǒng)后，各個模塊都可以被正常使用。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的自動報警功能，需要對報警所使用的通信電路進行設(shè)計。在通信電路中，一般需要包括集成電路、光電耦合器、電阻以及三極管元件等裝置。通信電路的總線實行拓撲結(jié)構(gòu)，分別與數(shù)十個節(jié)點相連接，以便提高信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，實現(xiàn)信號的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)范圍發(fā)展，實現(xiàn)短時間內(nèi)信號的大范圍傳播。光電耦合器的作用則是盡可能的過濾掉不需要的干擾信號，避免對所需要傳輸?shù)男盘栐斐捎绊憽?/p>

2.2 電路設(shè)計分析

使用單片機設(shè)備時，需要注意到電壓設(shè)置要求，設(shè)置電路時，需將其設(shè)置為直流低壓型電路，但是根據(jù)電力系統(tǒng)處理經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，大部分電力系統(tǒng)使用的均為高壓直流電，為了在電力供給過程中從電網(wǎng)中獲取電能資源，必須調(diào)整電網(wǎng)系統(tǒng)中的電路，調(diào)整頻率的同時，還要將電壓有效降低，可對電路的組成元件進行調(diào)整，如電阻元件、電容元件與二極管裝置等，轉(zhuǎn)變原有的高壓系統(tǒng)，控制高壓電路給單片機設(shè)備的影響。

處理單片機電路時，還需要考慮到報警功能的使用需要，以報警裝置為核來調(diào)整通信線路，將原有線路改造成集成線路，切實地將線路的報警功能發(fā)揮出來，優(yōu)化節(jié)點處的線路連接問題。

3 電力系統(tǒng)的軟件設(shè)置情況分析

3.1 應(yīng)用監(jiān)控軟件

對于智能電力控制系統(tǒng)軟件而言，其最主要的作用便是對系統(tǒng)工作的執(zhí)行進行排序，確定每個工作步驟的執(zhí)行次序。當系統(tǒng)被開啟之后，整個智能電力監(jiān)控系統(tǒng)程序便開始正式運行，此時信號采集系統(tǒng)開始實時對電網(wǎng)中的電壓信號與電流信號進行測定，并將測定信號值輸入;輸入信號先通過信號轉(zhuǎn)換裝置由模擬信號轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號，隨后才進一步傳輸至單片機處理裝置中進行處理;當單片機發(fā)現(xiàn)異常輸入信號之后，會根據(jù)單片機預(yù)設(shè)的系統(tǒng)行為方式對系統(tǒng)工作狀態(tài)進行控制，即關(guān)閉某段輸電網(wǎng)絡(luò)的正常功能，同時將預(yù)警信息傳輸至電網(wǎng)管理人員，通過控制中心的顯示屏或者是信息傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到管理人員的移動設(shè)備上。至此，整個智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程結(jié)束。

3.2 采集信號

信號采集模塊的工作模式較為復(fù)雜，首先需要將模塊進行初始化，使各個裝置的工作參數(shù)達到初始值;其次，在規(guī)定一個時間零點之后開始對電網(wǎng)中某一段時間內(nèi)的信號進行采集。一般來說，信號采集的時間應(yīng)當根據(jù)電網(wǎng)中信號的變化周期來進一步確定，信號采集工作也應(yīng)當盡可能在一個周期內(nèi)完成;當信號采集裝置獲取到電網(wǎng)信息中電壓與電流信息之后，不能直接將信號傳遞給單片機進行處理，而應(yīng)當先對采集信號進行預(yù)處理，初步判定采集信號是否符合單片機的處理要求。如果信號質(zhì)量較差或存在其他問題，則應(yīng)當將此段信號舍去，對電網(wǎng)中的相應(yīng)信號進行重新采集;如果信號通過預(yù)處理確定符合相應(yīng)要求，則可以將信號傳遞至單片機進行處理，此時計時結(jié)束，采樣工作開始進入下一個工作周期。在此模塊的軟件編寫中，最值得注意的便是定時器的設(shè)置程序。定時器除了需要記錄采樣時間之外，還應(yīng)該在采樣時間達到一個采樣周期之后自動中斷該節(jié)采樣工作，同時回到初始狀態(tài)。

3.3 使用通信模塊

為了能夠更加迅速的將預(yù)警信號傳遞給管理人員，電力監(jiān)控系統(tǒng)所使用的通信模塊大多選用主從式通信方式，眾多從機在主機的控制下完成相應(yīng)的通信工作。對此，軟件程序設(shè)計要求主機能夠在某一個既定的周期向從機發(fā)送信號，并接受反饋信號。整個軟件程序需要使用到大量的if語句完成程序命令的循環(huán)。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)被應(yīng)用到不同的技術(shù)平臺中，都必須保持著比較高的穩(wěn)定性，因此可知電力控制工作的重要意義，本文主要利用嵌入式單片機設(shè)備對電力系統(tǒng)建筑進行控制，不僅僅可以通過自動化的方式來控制系統(tǒng)連接的各種電力設(shè)備，同時還可以使整個電力控制工作呈現(xiàn)出更強的智能化特點，電力監(jiān)控的成本損失被有效控制，技術(shù)人員應(yīng)當針對嵌入型單片機的使用條件，及時更新硬件與軟件裝置。

參考文獻

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