电力监控和数据采集系统
【摘要】本文从电力监控系统的结构与功能、PMC916智能化数据采集系统，以及电力数据的采集系统这三个方面对电力监控和数据采集系统进行阐述。

【关键词】电力；监控；数据；采集
一、前言
随着计算机信息技术的不断发展，电力监控系统也到了极大地发展，为了更好地进行监控，就需要相关的数据采集系统的建设。

二、电力监控系统的结构与功能
1.电力监控系统的结构
电力监控系统是一个复杂多样的程序，它一般是由信息控制系统、现场控制系统和问题处理系统三方面共同构成的。

这三部分构成了一个整体，共同发挥作用，全方位的监控电力系统的运行。

信息监控系统是电力系统构建中必不可少的一部分，由于电力监控系统在运行过程中现场端和PLC 系统的主控端距离较远，因此，信息监控系统就成为了这个中转站。

目前，系统的通信网络主要是以智能设备为主，负责各个网络的通信，从机则是由智能变送器、可编程控制器、现场控制单元构成的，用来传输数据。

PLC 可编程结构、传感器、执行装置等一系列设备共同构成了现场控制系统的子系统，用于执行命令程序，采集现场信息，并进行实时监控。

同时，它还可以通过传感器对数字、开关量等信息进行处理，从而获取电力系统现场使用的具体情况。

顾名思义，问题处理系统就是用来处理连接过程中所遇到的困难的。

简单来说，就是在接收到现场控制子系统传过来的各种信号之后，把它们转化为声、光、电或者图像，为工作人员提供信息的指导。

具体来说，就是通过报警系统、显示屏、模拟屏等设备的运行，帮助工作人员对电力系统运行信息进行及时有效的处理。

图1
2.电力监控系统的功能
由电力监控系统的构成可以得知其最主要的功能体现为现场监控、信息采
集、事件处理和系统控制。

监控系统可以通过结构的协调运行，对电力系统现场的设备进行动态的监控，并了解运行的参数。

然后，系统会对各种数据信息进行采集整理，从而进行判断分析，制定具体的操作指令。

最后，系统管理者通过对子系统的控制，使其执行一系列功能，进而推动电力系统的平稳运行。

另外，电力部门的工作人员可以结合系统运行的具体参数，分析系统功率，并结合实际情况定期进行调节。

在功率因数变动时，还可以对系统功率进行手动调节。

同时，相关工作者还能够借助计算机等设施，记录电力系统实时运行的情况、故障状况、操作、变更等数据，从而形成有效的信息报表。

三、PMC916智能化数据采集系统
1.PMC916电力监测与控制装置
PMC916(Power Monitoring&Control Unit)是一款广泛用于电力系统的智能化多功能电力参量监测装置。

PMC916可直接用作电参量测量仪表，具有8路开关量输入监测及四路继电器输出。

利用开关量输入监测功能，用户可以实现对各种开关量的状态监视和遥信变位监视；利用继电器输出功能，用户可以实现遥控操作、程序控制及电量越限监测与控制等功能。

PMC916带有液晶显示屏，通过键盘操作切换显示内容可实现本地人机交互，逐页观察所有测量和计算数据及设定的参数，也可进行参数的设定或本地的控制操作。

观察该PMC916监测的所有电气量数据和设定的参数不需要输入口令，进行设定值的修改或本地操作可以设置口令。

PMC916内部有2个MCU，分别为显示管理MCU和主控管理MCU。

前者的任务是对PMC916的键盘和显示进行处理。

两者之间通过内部总线进行通信和信息交换。

PMC916的输入与输出系统包括开关量输入、模拟量输入和控制量输出3种接口管理环节。

它们均与主控管理MCU通过内部总线交换信息并接受工作和控制指令。

PMC916与监控系统的通信和信息交换通过RS485／CAN通信接口实现，同时也完成系统时钟的对时。

2.电力监控装置PMC916的优点
(1)测量功能较多，测量精度高。

PMC916可以测量三相电流、三相电压、每相及系统频率、每相及总有功功率、每相及总无功功率、每相视在功率、每相及总功率因数、总有功电度及无功电度；测量精度0.5级／1.0级。

PMC916的继电器除了可以实现遥控外，还可以关联电压、电流、频率、功率等电参量实现告警控制。

(2)通信功能强大。

PMc916具有面向用户的开放式通信协议，两种规格的产品(PMC916和PMC916-C)分别支持两种通信接口：RS一485通信接口(PMC916)或CAN通信接口(PMC916一C)；分别支持两种网络通信协议：Modbus—RTU(PMC916)或Hilon B(PMC916—C)。

PMC916能方便地与各类计算
机监控系统实现信息交换。

(3)多路的输入输出。

4路继电器输出和8路隔离开关量或脉冲量输入。

(4)抗干扰能力强。

(5)消耗功率低。

电源功率消耗≤15W。

四、电力数据的采集系统
数据采集是计算机技术的重要应用，是获取测量数据的重要途径之一。

为了保证电力系统的正常运行，就要随时间段的对电力系统中的电压、电流、温度等参数进行测量，这种获取数据的方式就是数据的采集。

电力数据的采集及处理方法的特征是：该系统能够用于电力系统在线数据采集，能获得较好的采样速率和采集精度，采用高性能嵌入式处理器DSP+ARM结构，分别是DSP／BIOS和嵌入式Linux部署软件在采集处蝴控制端设施，同时配置算法调配模块实现电力数据的采集与处理，这种同步采样法适用于信号周期实时测量，顺应周期的变化而改变的软件，能够完成多通道的电力数据同步采样和采集，技术进步从而满足电力数据采集的多通道、高精度、随时性、自动化的要求。

1.嵌入式硬件设计
采用数字信号处理器DSP作为核心数据采集、处理和功率变换器，DSP可以快速的实现对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式，具有高性能通用处理器的特点，能够对采集的数据处理、存储、转换、显示等管理措施，完成ADC、DAC、显示、键盘等功能。

基于ARM的嵌入式数据采集，分为数据采集部分、数据传输部分、远端主机。

嵌入式数据采集系统置于被控制的设备里，通过传感器对电力系统的连续模拟参数信号进行测量、采样，传输到数模转换器中转换成为数字信号，DSP处理器对采集到的数据进行滤波、识别等处理，将采集到的数据通过嵌入式系统的通讯接口传送到远端的主机，并把远端主机的控制信息传送到本地数据采集部分，远端主机对传输过来的远程数据通过数模转换器实现处理、存储、显示等工作，同时修改运行参数以控制数据采集的工作。

2.嵌入式软件设计
数据采集系统所应用的嵌入式系统软件多数是基于VxWorks，Linux和WinCE系统平台上的开发。

可以在Linux系统下利用采集数据并使用相应模块进行数据传输的设计，常用线1生数据结构、排序和查找算法等在嵌入式系统中均有实现和相关算法，实现电力数据采集器的应用解决方案。

3.数据通讯方式
数捣歪诩是把数据的处理和传输合为一体，实现数字信息的接收、存储、处
理和传输，并对信息流加以控制、校验和管理的一种通讯方式，现代移动通信方式主要是全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、码分多址(CDMA)等技术，除了电力数据采集系统所必需的软硬件之外，采集系统与电表之间的通讯方式也是不可缺少的—部分。

数据通讯方式可分成两类有线通信和无线通信。

有线通信通常由CAN总线、Lonworks总线技术的智能传输，电力数据可通过Lonwork总线主控制模块向网络传输数据源。

无线通信则采用了智能电表构成局域网通信系统，进行数据传输。

在电力数据采集模块中嵌入GPRS模块，与分站点数据网直接定位连通，有效提高了数据传输速度和方位。

采用CDMA技术的无线通信技术不仅实现了远程通信，并且相对传输速度大大提高，无线通信具有易操作、成本低、组态灵活、功耗低等特点。

五、结语
通过以上叙述，让我们对电力监控和数据采集系统有了大致的了解，这样有助于我们更好地提高监控系统的效率，以及系统的稳定性。

参考文献
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