一种基于冗余处理的双源互校交采精度监控系统及方法

技术领域

本发明涉及电子技术和电力集抄领域，具体地，涉及一种基于冗余处理的双源互校交采精度监控系统及方法。

背景技术

在电力集抄领域，随着智能量测技术的飞速发展，计量设备实现了对交采数据的高精度采集。对于用户而言，计量的精度是评价一个计量产品性能优劣的重要指标。目前市面上的大部分终端产品主要实现了对电压电流数据的测量，更多的是对于计量精度的考虑，却忽略了数据的来源是否可靠。当交采数据出现误差后，短时间是难以发现问题的，长此以往，不但会对运营商或者用户造成损失，而且可能引发设备损坏等安全问题。

综上所述，需要提供一种系统，既能实现对交采数据的高精度计量，又能实现对交采数据的可靠性判别，对于终端中的关键器件，能够及早发现器件故障或性能早期微小变化的潜在故障。

发明内容

本发明提供一种基于冗余处理的双源互校交采精度监控系统及方法，不仅实现了对交采数据的高精度计量，还能够对交采精度实时监控，提高了计量系统的可靠性。

本发明的技术方案是：

本发明提供一种基于冗余处理的双源互校交采精度监控系统，该监控系统包括：电源模块、组合互感器单元、计量模块和MCU通信控制单元，其中：

所述电源模块包括AC-DC和DC-DC转换电路，为监控系统供电；

所述组合互感器单元包括与三相电源对应连接的三个互感器、以及与对应互感器连接的MCU，三个互感器分别用于采集对应相电源的交流信号，并且转换为模拟信号输出；三个互感器的一路模拟信号输出至计量模块，另一路模拟信号输出至对应的MCU，各MCU的ADC模块对前述模拟信号处理后发送至MCU通信控制单元；

所述计量模块的信号输入端与组合互感器单元中互感器的模拟信号输出端相连，计量模块的信号输出端育MCU通信控制单元的对应信号输入端相连；

所述MCU通信控制单元分别与计量模块、组合互感器单元的对应信号输出端相连。

进一步地，所述计量模块的信号输出端通过SPI1总线连接至MCU通信控制单元的对应信号输入端。

进一步地，所述组合互感器单元的MCU通过SPI2总线连接至MCU通信控制单元。

进一步地，所述MCU通信控制单元与平台控制中心进行通信。

进一步地，所述计量模块包括外部信号处理电路和计量芯片，所述的外部信号处理电路包括保护电路和抗混叠滤波电路。

一种基于冗余处理的双源互校交采精度监控系统所采用的的监控方法，该方法包括以下步骤：

S1、组合互感器单元采集A、B、C三相交采信号，经内部转换后，输出两路幅值大小合适的模拟信号；一路输出至外部计量模块；一路输出至内部MCU的ADC模块，处理后得到相应的交采信号，提供一路SPI接口，输出至MCU通信控制单元；

S2、计量模块接收组合互感器输出的模拟信号，处理后的交采数据通过SPI1总线传输至MCU通信控制单元；

S3、MCU通信控制单元通过SPI1与计量模块通讯，获取主交采数据，通过SPI2总线与组合互感器单元通讯，获取辅交采数据，并将两组数据进行比较，当数据比对匹配时，认为数据可靠，进一步的将主交采数据上传至后级平台进行存储与处理，否则，上报异常事件。

进一步地，步骤S2中，组合互感器输出的模拟信号经保护电路，抗混叠滤波电路后输入至计量芯片。

进一步地，步骤S3中，MCU通信控制单元通过三路片选信号轮流依次选通组合互感器中的三个传感器，完成对三路交采数据的读取。

本发明的有益效果：

本发明的基于冗余处理的双源互校交采精度监控系统，不仅实现了对交采数据的高精度计量，还能够对交采精度实时监控，提高了计量系统的可靠性。

本发明的MCU通信控制单元具备两路SPI接口，分别与所述计量模块和组合互感器单元相连，计量模块对传感器数据处理后输出至控制单元作为主交采数据，组合互感器单元内各MCU的ADC模块对模拟信号进行冗余处理后发送至MCU通信控制单元，作为辅交采数据；MCU通信控制单元实时读取计量模块内的计量数据，并通过SPI接口周期性的读取组合互感器单元内部数据，当一段时间内的两组数据匹配时，MCU通信控制单元将计量模块的数据上传至后一级平台进行数据的存储与处理；当一段时间内两组数据多次比对异常时，MCU通信控制单元会将异常事件上报至后级平台，相关维护人员收到异常事件后能够及时判断器件异常并进行相关故障器件或者设备的更换。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本发明的结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

如图1所示，本发明包括电源模块、组合互感器单元、计量模块和MCU通信控制单元；

电源模块包括AC-DC、DC-DC转换电路，为系统提供稳定可靠的电源。

组合互感器单元：该系统包含三个组合互感器和对应的MCU，互感器分别采集A、B、C三相交采信号，经内部转换后，输出两路幅值大小合适的模拟信号；一路输出至外部计量模块；一路输出至内部MCU的ADC模块，内部处理后，得到相应的交采信号；并提供一路SPI接口，输出至MCU通信控制单元，实现与外部设备的通讯。

计量模块由外部信号处理电路和计量电路组成，组合互感器输出的模拟信号经保护电路，抗混叠滤波电路后输入至计量芯片，计量芯片将转换后的交采数据通过SPI1总线传输至MCU通信控制单元，此交采数据作为系统主要计量数据的来源。

MCU通信控制单元通过SPI1与计量模块通讯，通过SPI2总线与组合互感器单元通讯。

具体地，三个组合互感器单元共用一路SPI_CLK，SPI_MISO，SPI_MOSI，主MCU通过三路片选信号CS1，CS2，CS3轮流依次选通三个组合互感器，完成对三路交采数据的读取。组合互感器单元由其连接的MCU模块完成交采数据的冗余处理，MCU通信控制单元获取主交采数据和辅交采数据，并将两组数据进行比较，当数据比对正常时，则认为数据可靠，进一步的将主交采数据上传至后级平台进行存储与处理，反之则上报异常事件。对于终端出现的交采数据问题能够及时发现，极大地提高了交采数据的可靠性。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。