数据中心能耗采集装置的设计

 

3.2电源
装置采用开关电源模块。电源模块输入电压为AC85V~265V,输入频率45Hz~60Hz,具有多路隔离电压输出,满足多种功能对不同供电电压的要求。输出电压稳定、故障率小,输出纹波 <1%,转换效率≥75%。具有过压、过流保护。该模块经实际现场使用,具有很高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。
装置可选配双路电源供电模式,可选双路交流、双路直流或一路交流+一路直流供电模式,便于精密配电柜在割接或检修时,装置仍能正常工作
3.3通讯
通讯接口模块采用通用的RS-485、Modbus RTU通讯规约,能实现遥测、遥控、遥信等功能。在本设计中,由于装置没有显示,安装于柜内后,本地显示需要通过通讯将数据传给触摸屏,需占用掉一个通讯口,因此在装置上设计为双通讯方式,可以与2个系统进行通讯。 
3.4设置
  由于装置不带有显示,因此涉及到一些参数的设置就不是很方便,在此选用拨码开关进行通讯地址、波特率等参数的设置。
3.5数据存储
本设计采用FM31256带有时钟的铁电存储器,在实现数据存储的基础上集成有实时时钟,进行各种故障或是状态的记录。 
3.6CPU
结合本设计的硬件方式及软件处理方式,本设计中的CPU采用ST公司的基于ARM*新的、进行架构Cortex-M3内核的32位处理器STM32F103VBT6,时钟频率*高可达72MHz,内置128K的Flash、20K的RAM、12位AD、4个16位定时器、3路USART通讯口等多种资源,具有极高的性价比,能够满足本设计的应用。 
4 软件设计
程序设计流程如图4所示。本软件的设计重点在于信号的采样。由于采用的是多路信号通过电子开关切换的方式,在每个采样周期内,每个电流信号都要完成一次采样,因此必须要提高AD的采样速率。例:每路信号的周期为20ms,每个周期内采集32个点,所有的电流回路分为7组,每组6个,那么也就是同一时间内,CPU会对其中的7个信号进行采样。且CPU需要切换6次才能实现所有42个电流的采样。因此CPU的AD采样频率必须在每个周期32个点的基础上提高6倍才能保证42个电流信号在一个周期内都被采集到。而且CPU在控制电子开关切换的时序上也要控制好,否则容易出现电子开关内的信号残留,导致CPU采集本通道信号时,会采集到上一个通道的信号。 

参考文献
【1】 上海安科瑞电气股份有限公司,智能电 用户端电力监控/电能管理/电气安全系统解决方案[M], 2012.03
【2】 ST,STM32F103数据手册[EB/OL], 2008.05
【3】 姚波、涂时亮,基于ADE7758+MC9S08AW32方案的多回路监控单元的设计[J] ,电测与仪表2007年第44卷第4期
【4】景沈锋、姚波、汤建军,基于STM32F103R8T6的数字式量度继 电器设计与应用[J],低压电气,2010(21)
【5】 徐斌,古雄文,刘岩数据中心用电管理解决方案[J],智能建筑电气技术 2012,6(1)
【6】 YD/T-2011数据设备用 络机柜技术要求和检验方法
 

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