可作為煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)的電量采集器

　煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指對(duì)煤礦的環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)、運(yùn)輸、提升、排水等機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，并用微機(jī)分析處理取得數(shù)據(jù)的一種系統(tǒng)。他是二到三級(jí)分布式集散系統(tǒng)，井下分站作為系統(tǒng)中重要配套部件，連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井的各種環(huán)境參數(shù)，如：瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓等。分站和地面中心站通訊，及時(shí)傳送井下參數(shù)，并執(zhí)行中心站發(fā)送的命令。他本身也可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，而本電量數(shù)據(jù)采集器可作為井下分站的關(guān)聯(lián)智能儀表，適用于檢測(cè)變電所配電柜的各種電量參數(shù)：電流、電壓、功率、功率因數(shù)等。1臺(tái)分站可同時(shí)接入8臺(tái)電量采集器。

　　1　工作原理

　　電量采集器由6個(gè)模塊組成：電壓電流采集放大模塊、功率轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、MCU模塊、485接口模塊、電源及顯示模塊。

　　(1)電壓電流采集放大模塊　電量數(shù)據(jù)采集器連續(xù)采集變電所的三相100V交流電壓A，B，C之間的線電壓，C相作為公共端(但并非接地)。100V交流電壓經(jīng)過(guò)三相變壓轉(zhuǎn)換為10V交流電壓，該電壓信號(hào)進(jìn)一步變換成400mV后再由AD736將交流電壓信號(hào)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)(Uv)，直流信號(hào)(Uv)進(jìn)一步由LM358放大后送到A/D轉(zhuǎn)換模塊；大電流信號(hào)(5A)通過(guò)C相電流互感器轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)(5mA)，小電流信號(hào)經(jīng)過(guò)精密電阻轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)后由另一路AD736將交流信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)(Ui)，再由LM358放大后送到A/D轉(zhuǎn)換模塊。

　　(2)功率轉(zhuǎn)換模塊　Uv與Ui信號(hào)分別經(jīng)過(guò)兩路AD7755后直接送至MCU模塊。

　　(3)A/D轉(zhuǎn)換模塊　該模塊由撥碼開關(guān)和采樣開關(guān)4051，A/D芯片TLC1549組成。每個(gè)電量采集器的標(biāo)識(shí)是由4位撥碼開關(guān)決定的，有效地址為1～8，在同一分站中該撥號(hào)應(yīng)是惟一的。“on”為0，“off”為1。

　　(4)其他模塊　MCU模塊將各輸入電壓信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理、運(yùn)算、編碼后，通過(guò)485接口模塊(由1483芯片組成)將編碼信號(hào)以頻率信號(hào)形式上傳給分站，傳輸速率為9600b/s，傳輸距離限于2000m；同時(shí)將其送到顯示模塊(MAX7219)。LM7805和ICL7660提供正負(fù)5V電源。

　　電量采集器的硬件框圖如圖1。