【正文】 SLO~SL3(掃描輸出線 ),用來掃描按鍵開關(guān)、傳感器陣列和顯示。該引腳與 MPUI 的則 TO 引腳 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 相連 ,用于按鍵輸入的中斷。通過 74HC138 來選擇芯片 ,與它的 Y4 引 腳相連。T82C79M2 與 AT89C52 的硬件連接如圖 所示。內(nèi)含 8個字符的鍵盤輸入 FIFO,16 個字節(jié)的顯示 RAM。否則繼續(xù)聯(lián)絡(luò)； (4)無奇 偶校驗位； (5)通信可以有中斷傳送方式和查詢方式。 單片機與 PC 串行通信程序包括 2 方面 :一方面是 AT89C52 單片機的通信程序 ,另一方面為 PC 機的通信程序。 圖 36 通信電路圖 Communication circuit diagram 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 串行通信有異步通信和同步通信 2 種基本通信方式。這 4 種方式提供不同的波特率和通信協(xié)議。當 CPU轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時硬件不清除 UART0 中斷標志 ,中斷標志必須用軟件清除。一個 SBUF0 地址可以訪問發(fā)送寄存器和接收寄存器。 UART0 可以工作在全雙工異步方式或半雙工同步方式 ,并且支持多處理器通信。異步通信是一種利用字符的再同步技術(shù)的通訊方式，在異步通訊中，數(shù)據(jù)通常是以字符 (或字節(jié) )為單位組成字符幀傳送的，字符幀由發(fā)送端～幀一幀的發(fā)送，通過傳輸線被接收端一幀一幀的接收，發(fā)送端和接收端可以由各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個時鐘源彼此獨立，不必同步，發(fā)送端和接收端是靠規(guī)定端字符幀格式和波特率高低來協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的，兩者是異步通信中的兩個重要指標。通常可根據(jù)信息需要傳輸?shù)木嚯x來決定采用哪種通訊方式，并行通訊在位數(shù)多、傳輸距離又遠時不適宜使用，并且其造價比較高，故在本設(shè)計中采用串行通訊。并行數(shù)據(jù)通訊是指數(shù)據(jù)的各位同時進行傳送 (發(fā)送或接收 )的通訊方式，其優(yōu)點是傳輸速度快，通訊方法簡單；缺點是數(shù)據(jù)有多少位，就需要多少根傳輸線。 S1 SWPBVCC10KR6GND 圖 34 復位電路 Figure 34 reset circuit 如圖 34所示，該電路既能實現(xiàn)上電復位又可以實現(xiàn)手動復位。 1 2Y112M30pFC230pFC1GND 圖 37 時鐘電路 circuit 復位電路 為確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分。 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U2AT89C52S1SWPBVCC10KR6GND1 2Y112M30pFC230pFC1GNDGNDVCC 圖 36 最小系統(tǒng)電路 Pin figure 時鐘電路 AT89C52 單片機應(yīng)用時，我們常用石英晶體接電容組成系統(tǒng)時鐘電路，如果系統(tǒng)需要使用串口通訊，為了滿足波特率沒有 誤差，我們經(jīng)常使用 的石英晶體。監(jiān)控總機按照一定的時間間隙對數(shù)據(jù)采集器進行巡檢，被巡檢到的數(shù)據(jù)采集器必須按照指令發(fā)送所采集到的數(shù)據(jù)。 基于 AT89C52 單片機芯片的開關(guān)柜數(shù)據(jù)采集器硬件框圖如圖 3— 1 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 電 流 傳 感 器溫 度 傳 感 器電 壓 傳 感 器外 部 電 源 模塊R S 4 8 5 通 信接 口M C U 內(nèi) 核電 源 管理串 行 口A T 8 9 C 5 2 圖 33 數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)框圖 Fig33 Block diagram of data acquisition system 開關(guān)柜數(shù)據(jù)采集器固件系統(tǒng)流程如圖 32： 上 電 復 位初 始 化 片 內(nèi) 資 源初 始 化 1 w i r e 接 口初 始 化 上 位 機 通 信收 到 上 位 機 采 集命 令 ?采 集 數(shù) 字 傳 感 器 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 是否 圖 34開關(guān)柜數(shù)據(jù)采集器固件系統(tǒng)流程 Switch cabi data acquisition firmware system process 王進：低壓開關(guān)柜智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 18 開關(guān)柜數(shù)據(jù)采集器固件主要由以下幾個模塊組成： 系統(tǒng)初始化模塊的作用是在數(shù)據(jù)采集器上電時完成對系統(tǒng)各硬件模塊的初始化設(shè)置。數(shù)據(jù)采集器有兩個作用：第一，采集開關(guān)柜內(nèi)電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器的信號，再轉(zhuǎn)換為電壓值、電流值、溫度值；第二，通過 RS485 總線與上位機通信，接收上位機的指令，并向上位機發(fā)送開關(guān)柜電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)。 電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專用于 變頻電量 測量的 AnyWay 變頻功率傳感器（可用于電壓、電流和功率測量）等。單相交流電壓傳感器是指將被測交流電壓隔離轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的單路標準直流電壓或直流電流，三相交流電壓傳感器是指將被測三相交流電壓隔離轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的三路標準直流電壓或直流電流。 直流電壓 傳感器是指將被測直流電壓隔離轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的標準直流電壓或 直流電流 的裝置。光 纖光柵傳感器獲取物理變化量。反射波長和應(yīng)變、溫度、壓力物理量成線性關(guān)系。光纖光柵從結(jié)構(gòu)上可分為周期性結(jié)構(gòu)和非周期性結(jié)構(gòu) ,從功能上還可分為濾波型光柵和色散補償型光柵 ，色散補償型光柵是非周期光柵，又稱為惆啾光柵 (chirp 光柵 )。而在纖芯內(nèi)形成的空間相位光柵，其作用的實質(zhì)就是在纖芯內(nèi)形成一個窄帶的 (透射或反射 )濾波器或反射鏡。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 31開關(guān)柜內(nèi)光纖光柵溫度傳感器實物圖 sensor of fiber grating temperature sensor in switchgear 光纖光柵傳感器在低壓開關(guān)柜內(nèi)的安裝如圖 (32)所示。 綜合以上幾點 ,設(shè)計出的成品傳感器如圖 (31)所示。主要考慮跳線的絕緣耐壓特性，需通過有關(guān)部門的性能測試，以達到防止“爬電”的目的。主要考慮光柵傳感器的測溫范圍、反射率、有無次峰等方面，選擇優(yōu)質(zhì)光柵傳感器。溫度監(jiān)控系統(tǒng)軟件是個多任務(wù)操作軟件，例如通過 RS232 串行總線實現(xiàn)對監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)硬遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 件設(shè)備的控制與通信，實時數(shù)據(jù)的 存儲，以曲線形式實時顯示測試數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)的查詢、曲線顯示以及操作記錄等。程序模塊與數(shù)據(jù)庫的通信通過 ODBC 技術(shù)完成。軟件具有在線采集、監(jiān)控、分析現(xiàn)場溫度的功能，這些分析包括超溫分析、溫升趨勢分析和相間溫差分析，并能做出報警、預報警 (包括溫升預報警，三相相間溫差預報警等 )、報警日志記錄等處理。監(jiān)控中心通過系統(tǒng)軟件對接收到的溫度信號進行適當?shù)奶幚恚瓿娠@示、報警等功能。數(shù)據(jù)采集模塊可安裝在開關(guān)柜面板，并需要外部提供 24V 直流電源供電。因此，對 于低壓開關(guān)柜的電壓、電流、溫度監(jiān)測，主要是對其電纜連接頭以及母線連接頭進行監(jiān)測。 開關(guān)柜智能控制及運行模擬裝置符合國家電力行業(yè)“五防”的要求設(shè)計研發(fā)，可以根據(jù)要求 實現(xiàn)一次回路的電壓、電流、溫度等顯示功能，配合相關(guān)操作控制回路及各類防誤操作電磁鎖，系統(tǒng)采用智能檢測技術(shù)設(shè)計合理的開關(guān)柜溫度和狀態(tài)模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)對開關(guān)柜工作狀態(tài)模擬和環(huán)境監(jiān)測，單片機是開關(guān)柜智能控制裝置的核心，由它完成對監(jiān)控對象的選擇、狀態(tài)燈控制、模擬信號的輸入、數(shù)碼顯示、信號輸出電路設(shè)計以及與上位機數(shù)據(jù)通信等任務(wù)，而監(jiān)控中心通過對開關(guān)柜節(jié)點傳送的數(shù)據(jù)進行處理和分析，在監(jiān)控中心還原開關(guān)柜的運作情況，并對開關(guān)柜的運行環(huán)境進行監(jiān)測與監(jiān)控，對于出現(xiàn)異常的開關(guān)柜進行合理的安全處置。用戶有特殊要求時可與制造廠協(xié)商解決。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 2 開關(guān)柜智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計 本課題所選的低壓開關(guān)柜型號為 GGD 系列。 光纖 光柵傳感器可以在開關(guān)柜內(nèi)高電壓、大電流、強磁場的環(huán)境下實現(xiàn)對觸頭的高精度、高穩(wěn)定性的測量，且易于構(gòu)成分布式測溫系統(tǒng)對所有觸頭進行實時在線式監(jiān)測。 王進：低壓開關(guān)柜智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 6 (3)復用性強。光纖光柵是 20 世紀九十年代發(fā)展起來的一種新型全光纖無源器件 ,與光纖完全兼容 ,它除了具有光纖本質(zhì)安全、抗電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫、耐高壓 、使用壽命長的特點外，還具有以下優(yōu)點： (l)穩(wěn)定性好，靈敏度高。光纖傳感器的核心通常是光纖本身或光路中的光功能元件，其主要功能是與被測對象相互作用而產(chǎn)生反映被測量大小的光信息并通過一個或多個光纖引線和信號調(diào)節(jié)裝置，以傳輸包含被測量信息的光信號并完成測 量。三是：電氣設(shè)備的負荷是隨用戶需求量變化的，接點溫度也是隨之變化的，當被監(jiān)視的電氣設(shè)備接點發(fā)生了不同程度的過熱，使用“示溫蠟片”不能隨之不同程度熔化或脫落下來。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列 ,可以在線監(jiān)測。測控軟件可以建立開關(guān)柜設(shè)備數(shù)據(jù)庫，幫助工作人員監(jiān)測和分析開關(guān)柜內(nèi)各項數(shù)據(jù)。利用溫度采集單元采集多路溫度信號并通過 RS232 或RS485 總線上傳到監(jiān)控主機，主機采用巡檢式 (查詢式 )工作方法 ,逐一巡檢每個測量點的溫度 ,并可統(tǒng)計、打印、報警，設(shè)定工作溫度范圍，顯示每個開關(guān)柜內(nèi)測量點的溫度及歷史數(shù)據(jù)。 在以前的開關(guān)柜過熱故障檢測中，采用人工巡檢，不僅費時、費力，而且不容易及時發(fā)現(xiàn)事故。 7Arrester 開關(guān)柜智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究 由于我國的開關(guān)柜絕大多數(shù)采取封閉式結(jié)構(gòu) ,散熱條件比較差 ,并且長期處在高電壓、大電流、強磁場的環(huán)境之下，開關(guān)柜內(nèi)就會溫度升高，使觸頭的接觸電阻增大。 3Circuit breaker。 CCable room。同時，隨著傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展， 使得對開關(guān)柜的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患并對累計性故障做出預測成為了可能。可是實際生產(chǎn)中，開關(guān)柜一直處于長期運行中，其上的各個觸電及連接點等部位由于老化、污染易造成間隙過大或接觸電阻增大，在電流通過，特別是用電高峰期，容易產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，如果不能及時發(fā)現(xiàn)并處理，將會任由溫度升高，引發(fā)事故的產(chǎn)生。因此對其 進行溫度和濕度的檢測是至關(guān)重要的。過高的溫度也會使得柜內(nèi)的絕緣件的壽命大大縮短，絕緣強度下降。開關(guān)柜防護要求“五防”：防止誤分誤合斷路器、防止帶電分合隔離開關(guān)、防止帶點合接開關(guān)、防止帶接地分合斷路器、防止誤入帶電間隔。s economic construction and reform and opening up, the application and their security of the power system are widespread concerned, however, monitoring and control of electrical equipment is a longterm unresolved issue. Our country39。 本課題主要研制電力開關(guān)柜內(nèi)各參數(shù)的檢測與檢測和狀態(tài)模擬系統(tǒng) ,實現(xiàn)對開關(guān)柜工作狀 態(tài)模擬和環(huán)境監(jiān)測。 遼寧工程技術(shù)大學 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 教 務(wù) 處 2020 年 5 月 中文題目：低壓開關(guān)柜智能監(jiān)控系統(tǒng) 外文題目： Intelligent monitoring system for low voltage switchgear 畢業(yè)設(shè)計（論文）共 49 頁（其中：外文文獻及譯文 13 頁） 圖紙共1 張 完成日期 2020 年 06 月 答辯日期 2020 年 06 月 I 摘要 開關(guān)柜作為變電站的重要電氣設(shè)備，擔負著關(guān)合及斷開電力線路、保護系統(tǒng)安 全的雙重作用 ,對變電站的安全、可靠運行起著舉足輕重的作用。我國的發(fā)電廠、工礦企業(yè)等用電場所大都配備各工作狀態(tài)、工作環(huán)境的監(jiān)測是保障配控制裝置 ,采用智能檢測技術(shù)設(shè)計合理的開關(guān)柜溫度、濕度電柜安全工作的重要手段。 關(guān)鍵詞 :開關(guān)柜；在線監(jiān)測；溫度傳感器；實時監(jiān)控軟件 II Abstract As the important electrical equipment in substation， switchgear shoulders the