??? 在配電變壓器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程終端通過對(duì)配電變壓器低壓側(cè)線路上的三相電壓和三相電流的交流采樣，計(jì)算出低壓側(cè)的線電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率，并能計(jì)算有功電量、無功電量、測(cè)量變壓器溫度；四路脈沖計(jì)數(shù)，記錄配電變壓器低壓側(cè)出口處有功脈沖電能表和無功脈沖電能表的脈沖數(shù)，由脈沖數(shù)測(cè)量出電量；八路遙信量，可檢測(cè)配電變壓器各種事故和開關(guān)變位；二路遙控，可對(duì)變壓器的開關(guān)和電容器進(jìn)行遠(yuǎn)方控制；配有RS-485接口同智能電能表集抄器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表；并將所有遙測(cè)數(shù)據(jù)由RS-232接口與TC35i進(jìn)行通信，通過GSM網(wǎng)絡(luò)以短信息" title="短信息">短信息傳送給后臺(tái)主站，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)配電變壓器遠(yuǎn)程終端組網(wǎng)運(yùn)行。
1 配電變壓器遠(yuǎn)程終端的設(shè)計(jì)??
??? 配電變壓器遠(yuǎn)程終端包括6個(gè)功能單元電路：N80C196KB單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路、遙測(cè)電路、開關(guān)量輸入電路（遙信）、脈沖量輸入電路、遙控電路、通訊接口電路。這6個(gè)單元電路構(gòu)成整個(gè)遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)。??
??? 該電路由單片機(jī)，程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，地址鎖存器" title="鎖存器">鎖存器，地址譯碼器，系統(tǒng)時(shí)鐘組成。N80C196KB為16位單片機(jī)，系統(tǒng)所有操作都由其完成。因?yàn)镹80C196KB內(nèi)部沒有程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所以需要在單片機(jī)外部對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展。?
??? 程序存儲(chǔ)器D3選用EPROM27C256（32K）存放應(yīng)用程序和檢查程序，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器D4選用RAM61C256（32K）存放采集數(shù)據(jù)，計(jì)算中間結(jié)果及設(shè)置參數(shù)，地址鎖存器D2為單片機(jī)提供尋址地址。地址譯碼器D5確定了所有I/O口的地址。12MHz晶振為系統(tǒng)時(shí)鐘。這樣單片機(jī)尋址能力可達(dá)64KB空間，并且ROM、RAM統(tǒng)一編址。??
1.2 遙測(cè)電路??
?? 該電路由單片機(jī)，地址譯碼器，2個(gè)輸入緩沖器，A/D轉(zhuǎn)換器，多路選擇開關(guān)，5個(gè)采樣保持器，2個(gè)電壓互感器（TV），3個(gè)電流互感器（TA）組成。0～380V交流電壓" title="交流電壓">交流電壓和0～6A交流電流，經(jīng)TV和TA互感器變成0～5V的交流電壓經(jīng)采樣電阻分壓加到采樣/保持器的輸入端，進(jìn)行采樣保持，然后經(jīng)過多路模擬開關(guān)對(duì)信號(hào)進(jìn)行切換。把每路信號(hào)送到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)存放在輸入緩沖器中，單片機(jī)從緩沖器中讀取轉(zhuǎn)換值，再利用交流算法完成有關(guān)電力參數(shù)的計(jì)算。??
??? 電網(wǎng)頻率的檢測(cè)是通過TV把0～380V正弦交流電壓變成0～5V的正弦交流電壓經(jīng)過電壓跟隨器及過零比較器進(jìn)行過零比較，把正弦波形轉(zhuǎn)換成方波，單片機(jī)對(duì)方波進(jìn)行采集計(jì)算出相應(yīng)的頻率值。??
1.3 遙信電路??
??? 在配電變壓器遠(yuǎn)程終端中，有8路遙信量（開關(guān)量）輸入，對(duì)變壓器斷電、缺相等事故信號(hào)及隔離開關(guān)開合信號(hào)進(jìn)行顯示，并通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳送給后臺(tái)主站，使操作員及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器故障及開關(guān)狀態(tài)。該電路由單片機(jī)、地址譯碼器、輸入緩沖器和光電耦合器及保護(hù)電路組成。??
??? 外部開關(guān)狀態(tài)經(jīng)光電耦合器光電隔離后，把狀態(tài)反映到輸入緩沖器的輸入端，CPU對(duì)輸入緩沖器進(jìn)行讀入操作，把狀態(tài)讀入CPU，完成遙信功能。??
1.4 遙控電路??
??? 該電路由單片機(jī)、輸出鎖存器、電平轉(zhuǎn)換器、繼電器組成。TC35i通信模塊" title="通信模塊">通信模塊由GSM網(wǎng)絡(luò)接收到后臺(tái)主站下發(fā)的遙控命令后，首先通過RS-232標(biāo)準(zhǔn)總線向遠(yuǎn)方終端發(fā)出遙控命令，CPU接到遙控命令后將與遙控合或跳繼電器相連的輸出鎖存器的相關(guān)位置轉(zhuǎn)成有效，此信號(hào)再經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)繼電器的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)合或跳繼電器動(dòng)作，完成遙控功能。??
1.5 接口電路??
??? 配電變壓器遠(yuǎn)程終端有兩個(gè)通信接口，一個(gè)是RS-232、另一個(gè)是RS-485/RS-422，RS-232用于與GSM通信模塊進(jìn)行通信，通過GSM網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，RS-485/RS-422與智能電能表集抄器進(jìn)行通信，采集每個(gè)用戶電能表中的電量數(shù)，通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳給后臺(tái)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。
??? RS-485/RS-422接口：由單片機(jī)、光電隔離器D8、D9（75LBC184）組成，收發(fā)信號(hào)通過光電隔離器后，由D8、D9進(jìn)行發(fā)送和接收，當(dāng)選用RS-485方式時(shí)，D8完成收發(fā)功能。當(dāng)選用RS-422方式時(shí)，D8完成發(fā)送功能。D9完成接收功能。?
??? RS-232接口：由單片機(jī)、D10（82C50）、D11（MAX232）GSM模塊構(gòu)成。GSM通信模塊的異步通訊適配器的核心是TC35i，它是GSM無線雙頻調(diào)制解調(diào)器，主要是為語音傳輸、短消息發(fā)送提供無線接口。僅支持異步通信，且采用標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，由于RS-232接口采用EIA電平邏輯，而N80C196KB單片機(jī)串行口采用TTL電平邏輯，所以GSM通信模塊與單片機(jī)通信時(shí)必須通過電平轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換通過D10（82C50）、D11（MAX232）來完成。?
?2 主站監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)??
??? 主站管理監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)程終端設(shè)備" title="終端設(shè)備">終端設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制和管理，其主要功能包括：通信管理、遠(yuǎn)程終端管理、臺(tái)區(qū)設(shè)備監(jiān)控三部分。?
??? 通信管理模塊主要用于管理和后臺(tái)計(jì)算機(jī)相連的GSM通信設(shè)備，連接、斷開設(shè)備以及對(duì)收到的短信息進(jìn)行管理等，該模塊包括通信參數(shù)設(shè)置、通信信息管理和其他信息管理。通信參數(shù)設(shè)置：設(shè)置和GSM通信設(shè)備相連的RS232端口通信參數(shù)。通信信息管理：查詢、刪除收到的原始通信短信息。其他信息管理：查詢、刪除收到的其它短信息。??
??? 遠(yuǎn)程終端管理模塊包括遠(yuǎn)程終端設(shè)置、遙測(cè)參數(shù)設(shè)置、遙信遙控參數(shù)設(shè)置、定時(shí)傳送設(shè)置等。遠(yuǎn)程終端設(shè)置：系統(tǒng)所管理的每個(gè)遠(yuǎn)程終端設(shè)備都必須在此增加，該單元用于增加、修改或刪除遠(yuǎn)程終端設(shè)備，設(shè)置的項(xiàng)目包括：設(shè)備編碼、設(shè)備名稱、規(guī)格型號(hào)、所在臺(tái)區(qū)、SIM卡號(hào)、報(bào)警卡號(hào)等。遙測(cè)參數(shù)設(shè)置：該單元的功能是設(shè)置遠(yuǎn)程終端設(shè)備遙測(cè)參數(shù)的上限值、下限值、標(biāo)準(zhǔn)值；TV、TA變比系數(shù)；電量脈沖系數(shù)和底數(shù)等。遙信遙控參數(shù)設(shè)置：系統(tǒng)有8個(gè)狀態(tài)量和2路遙控。該單元用于設(shè)置每個(gè)狀態(tài)量的類型和名稱，以及每路遙控對(duì)應(yīng)的開關(guān)項(xiàng)。定時(shí)傳送設(shè)置：遠(yuǎn)程終端設(shè)備定時(shí)向主站上傳遙測(cè)、遙信或SOE數(shù)據(jù)，該單元設(shè)置遠(yuǎn)程終端設(shè)備向主站自動(dòng)傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔和主站的電話號(hào)碼。?
??? 臺(tái)區(qū)設(shè)備監(jiān)控模塊包括臺(tái)區(qū)設(shè)備監(jiān)控、事故/事件查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備遙控等。臺(tái)區(qū)設(shè)備監(jiān)控：該單元通過查看每個(gè)遠(yuǎn)程終端設(shè)備上傳的最新遙測(cè)、遙信、SOE數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)臺(tái)區(qū)變壓器的運(yùn)行狀況。若臺(tái)區(qū)設(shè)備發(fā)生事故或事件即遙信變位，遠(yuǎn)程終端設(shè)備立即將事故或事件數(shù)據(jù)包發(fā)送到主站，主站以聲音報(bào)警、屏幕彈出事故窗口顯示的方式進(jìn)行報(bào)警，并同時(shí)將事故信息以短信息的方式發(fā)送到有關(guān)人員的手機(jī)中；另外若發(fā)生某些遙測(cè)值越線，主站也以同樣的方式報(bào)警。事故/事件查詢：該單元主要查詢歷史的事故、事件、遙測(cè)值越線等數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)查詢：主要查詢遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)。“臺(tái)區(qū)設(shè)備監(jiān)控”顯示的是最新數(shù)據(jù)；“歷史數(shù)據(jù)查詢”顯示的是所有接收到數(shù)據(jù)，可根據(jù)日期范圍和臺(tái)區(qū)設(shè)備進(jìn)行組合查詢。設(shè)備遙控：遙控操作用于控制遠(yuǎn)程臺(tái)區(qū)斷路器的分、合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)提供了2路遙控功能，一路用于電容器的投切、一路用于斷路器的分、合，本單元的功能就是下發(fā)遙控命令。?