1、毕业设计开题报告 电气工程及其自动化 船厂电能数据采集器的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 随着船 厂 电力系统规模的不断增大，电力系统中的整流型、冲击性等非线性负荷日益增多，这些非线性负荷的存在，往往导致船 厂 电网发生电压畸变、电压波动、电压闪变和三相不平衡等电能质量问题，使得船 厂 电网供电质量降低、甚至恶化电网运行状况。这样，如何提高船 厂 电网的电能质量、确保船 厂 电力系统安全经济运行，成为了船 厂 工业关注的焦点之一 。为此，我们要必需在 船厂上安装电能数据采集器，对船厂电网电能质量进行 实时检测 。 一种基于 DSP(数字信号处理器 )的船 厂 电网电能
2、质量的实时检测系统，利用 DSP 芯片强大的计算功能进行电能质量参数波形失真的在线检测，实时显示参数波形的失真程度，为船 厂 电网电能质量的测评和改善提供了准确的依据。 论文的主题结构为：首先围绕电能质量这一主题，论述了电能质量的基本概念和船 厂 电网电能质量问题及其产生的原因，回顾了国内外电能质量检测领域的现状，概述了现有检测装置存在的问题；接着论述了衡量船 厂 电网电能质量的几个重要指标，介绍了 DSP 芯片的特点和发展情况以及它的性能指标和选择标准；然后详细介绍了 该检测系统的数据采集和模数转换设计、 DSP 处理单元设计、数模转换设计等；最后介绍了该系统基于 DSP 的软件设计方法，对
3、可能产生的误差进行了分析。 本装置采用 TI 公司的 TMS320LF2407A DSP 芯片作为系统的中央处理器，实现了对电能质量参数的实时检测。另外，为了防止采样过程中的频谱混叠，在软件上采用了数字滤波的方法。 另一种 基于 PIC 系列单片机的数字式船舶电网检测装置的设计，主要来检测电网的电压和频率波动。该电压监测装置核心采用 Mircoehip 公司 PICl8F458 单片机，可以实时地测量当前船舶电网电 压的真有效值，并可以在发生过电压、欠电压。过频率、欠频率时进数据记录。记录的结果以列表形式出以便分析事故原因。同时自带通讯口还可与 上位机进行串行通信。 该装置以 Microchi
4、p 公司的 PICl8F458 单片机为核心。该单片机在 PIC 系列中属于高端产品，它采用精简指令集 (RISC)、哈佛总线结构、流水线取指令方式。具有实用、低价、指令集小、低功耗、高速度、体积小、功能强及抗干扰能力强等特点，广泛用于低功耗测量仪表中。 PICl8F458 内部资源十分丰富，片内程序存储器有 2M 容量，数据存储器容量达 4kB，指令执 行速度达 10MIPS。该单片机中还集成了 10 位 8 个通道的 A D 转换模块，简化了硬件电路，可以充分满足设计需要。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1、 主要器件： STC12C60S2 单片机、电流互感器、电压互感器、 L
5、CD12864 液晶显示屏、变压器、 MAX485 通信、电容、电阻、发光二极管、蜂鸣器。 2、设计的基本内容： （ 1）采集电流、电压数据。 （ 2）计算有功功率、无功功率、功率因素等参数。 （ 3）计算能耗。 （ 4）用通讯方式将数据传送至工业计算机。 （ 5）采用 220VAC 电源工作。 （ 6）整理设计数据资料，设计总结，撰写论文。 3、主要问题 因为电网电压的波形不是理想的正弦波，故在检测和计算导通角的时候会存在很大的误差，为了计算有功功率、无功功率、功率因素等参数，必须解决导通角的问题或者从另外一个方面考虑。 三、研究步骤、方法及措施： 1. 分析设计内容的问题，参考图书馆和网路
6、的资料，解决问题。 2. 确定设计思路，购买器件并开始画电路板。 3. 完成实物设计。 4完成软件设计。 5开始调试，记录数据。 6对制作过程遇到的问题总结，撰写论文。 7. 答辩。 四、参考 文献 1 梁旭东 ,马玲 .船舶电子系统电能质量研究 J.中国修船 ,2007,20(6):34-37. 2 郑华耀 .船舶电气设备及系统 EMj.大连 :大连海事大学出版社 ,2005. 3 JJG 124-2005 电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程中国计量出版社 .2005 4 JJG 596 1999 电子式电能表检定规程中国计量出版社 .1999 5 电子技术基础 .模拟部分；华中科技大学电子技术课程组编 .高度教育出版社，2006.1 6 楼然苗、李光飞编著 51 系列单片机设计实例 北京航空航天大学出版社 ,2003 7 赵修民 、 赵屹涛 互感器校验仪 (第二版 )M 山西科学教育出版社 ,1996. 8 石东海 .单片机数据通信技术从入门到精通 M.西安 :西安电子科技大学出版社 ,2002.
