孫 楓

（保定天威集團(tuán)有限公司，河北 保定 071000）

本系統(tǒng)主要采用A D E 7753作為用電控制單元的核心，實(shí)現(xiàn)≤30 A交流電流測控，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)惡性負(fù)荷測控、自動(dòng)調(diào)合閘、主從設(shè)備通信等功能。

智能用電控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢包括：

（1）智能惡性負(fù)載控制：該系統(tǒng)可以對(duì)用戶惡性負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，當(dāng)電路中出現(xiàn)100 W（一般實(shí)際使用在50 W）以上的功率波動(dòng)時(shí)，將自動(dòng)報(bào)警同時(shí)立即切斷主電源，對(duì)用戶停止供電。這種做法可以對(duì)一些違章電器的使用做到嚴(yán)格控制，從根本上杜絕了由此可能引發(fā)的火宅。

（2）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：系統(tǒng)集成了大量的控電模塊，可以對(duì)每一個(gè)用戶進(jìn)行單獨(dú)操作。同時(shí)，每一個(gè)測控模塊通過485總線實(shí)現(xiàn)與主控機(jī)的通信，相互之間毫無影響。每個(gè)測控模塊均單獨(dú)使用一個(gè)用電計(jì)量單元及C P U。這種設(shè)計(jì)可以最大程度上解決因某一個(gè)模塊的損壞而引起的整個(gè)控制柜的癱瘓。

（3）防止數(shù)據(jù)的丟失：系統(tǒng)所采集的供用電數(shù)據(jù)均通過主機(jī)及測控模塊進(jìn)行雙重備份。主機(jī)出現(xiàn)故障無法正常運(yùn)行時(shí)，測控單元可以正常運(yùn)行，收集并保存數(shù)據(jù)；此外，如果主機(jī)數(shù)據(jù)庫被惡意損壞時(shí)，系統(tǒng)軟件還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的修復(fù)功能，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。

（4）全自動(dòng)通電：由于使用違章電器因此的斷電，在該電器撤出電路后，系統(tǒng)將啟動(dòng)自動(dòng)恢復(fù)功能，對(duì)斷電用戶自動(dòng)通電。系統(tǒng)整體框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體框圖

本系統(tǒng)電源主要使用的元件有：型號(hào)A T 89 C 51的主控芯片，8155型號(hào)擴(kuò)展芯片，用于測量桿塔傾角、風(fēng)速風(fēng)向、溫濕度的傳感器，X 25045型芯片，M A X 232型電平轉(zhuǎn)換芯片。

橋式整流電路為全波整流，所謂全波整流就是指交流電的正負(fù)半個(gè)周期都被利用，效率較高。為了能夠更加明確的介紹單相橋式整流電路的工作原理，為簡便起見，我們選取若干理想的二極管。在電壓U 2的負(fù)向半個(gè)周期內(nèi)，所產(chǎn)生的輸出電壓極性正好相反。此時(shí)電流從變壓器副線圈下端流出，流經(jīng)二極管D 2，由二極管D 3流回，此時(shí)二極管D 1、D 4反向截止，D 2、D 3兩個(gè)二極管正向?qū)?。正是由于二極管的單向?qū)щ娦裕瑔蜗鄻蚴秸麟娐分械乃膫€(gè)二極管交替導(dǎo)通，從而負(fù)載上形成了一個(gè)單方向脈動(dòng)電壓。

本系統(tǒng)中的濾波電路采用電解電容和二極管并聯(lián)方式進(jìn)行濾波。其工作原理：電容兩端電壓升高時(shí)，電容進(jìn)行充電；電壓降低時(shí)，電容開始放電。通過濾波電路的作用使得電壓在升降的過程中變化速度較為平緩。電解電容內(nèi)部的單位體積電容量非常大，相比其他類電容性價(jià)比更高。同時(shí)，如將電解電容并聯(lián)上二極管，可以有效防止電壓反相。

控制器接口說明：

（1）當(dāng)前占用標(biāo)志:B F信號(hào)主要用來向用戶給出目前系統(tǒng)內(nèi)部的工作情況。信號(hào)B F為“1”時(shí)，說明系統(tǒng)模塊內(nèi)部此時(shí)有“動(dòng)作”，系統(tǒng)將中斷接收外電路傳輸進(jìn)來的任何指令和數(shù)據(jù)。信號(hào)B F為“0”時(shí),說明系統(tǒng)模塊此時(shí)處于準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)可接收外電路的任何指令和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的S T A T U SR D指令,可將信號(hào)B F中的指令及數(shù)據(jù)傳輸至D B 7總線中,通過其對(duì)模塊當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行檢測。

（2）R O M（C G R O M）字型產(chǎn)生模塊：標(biāo)志D F F=1代表著開狀態(tài)顯示,系統(tǒng)可以將D D R A M中的數(shù)據(jù)顯示于屏幕上；標(biāo)志D F F=0代表著關(guān)狀態(tài)顯示。

（3）R A M顯示數(shù)據(jù)模塊：系統(tǒng)內(nèi)部集成的R A M模塊主要用來對(duì)64×2個(gè)位元組進(jìn)行控制，同時(shí)控制的中文字型最大是4行16字（64個(gè)字）的顯示。在進(jìn)行R A M輸入操作時(shí)，C G R O M與C G R A M字型可分別顯示；可通過D D R A M中寫入的編碼選擇所要顯示字型，如半角英文數(shù)字型、C G R A M或C G R O M下的中文字型等。0000 H—0006 H編碼對(duì)應(yīng)系統(tǒng)C G R A M自定義字型庫；02 H—7 F H編碼對(duì)應(yīng)系統(tǒng)半角英數(shù)字字型庫。

（4）字型產(chǎn)生R A M：該模塊為系統(tǒng)用來控制系統(tǒng)顯示功能，對(duì)四組16×16點(diǎn)自定義圖象顯示提供了具體軟件支持，如果系統(tǒng)內(nèi)部集成的字型庫未包含所需的的圖像或者字型，該部件軟件可以將其自行定義至C G R A M中，形成與C G R O M中相同定義的字型在D D R A M屏幕中顯示。

A D E 7753寫入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的程序如下：

本課題設(shè)計(jì)的智能用電控制系統(tǒng)整體具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高、運(yùn)行穩(wěn)定性好，成本低等一些優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前筆者所參與實(shí)踐的景觀照明線路設(shè)計(jì)工程中有著非常優(yōu)越的表現(xiàn)。但是該系統(tǒng)使用時(shí)受環(huán)境限制較大，提高系統(tǒng)的適用性是今后工作的重點(diǎn)。