电力通信设备超低功耗抗干扰自动控制系统设计

电力通信设备超低功耗抗干扰自动控制系统设计 赵其厚 赵书龙 德州中茂电力勘察设计有限公司 253000

摘要：本篇文章探讨了设计超低功耗抗干扰自控系统的实际意义，深入分析了传统的自控系统存在的干扰问題。论述了电力通信设备超低功耗抗干扰自控系统的硬件设计、软件设计和具体的测试过程，根据实验操作数据统计，与传统的的抗干扰系统相比较，该系统功耗更低，与传统的的自控系统相比较体积更小，抗干扰能力大幅提高。根据实验操作研究分析，明确提出了电气设备超低功耗抗干扰自动控制系统的设计方案。

关键词：电力通信设备；超低功耗；抗干扰自动控制系统

1设计超低功耗抗干扰自动控制系统的重要意义

在电力系统运行过程中，电力通信设备是不可或缺的关键设备。若电力通信设备的能耗等级、抗干扰性较差等难题无法得到合理解决，可能会导致电能的极大消耗，给人们常规用电造成不便。对超低功耗抗干扰自控系统开展研究分析，针对电力行业、电力用户还有当今社会都有着十分关键的现实意义。这篇文章首要研究分析了超低功耗抗干扰自控技术在电力系统中的应用。本文针对提升电力系统正常运行能耗，降低企业投资成本费用，提升企业经济收益，有着理论和现实意义。其次，对超低功耗抗干扰自控系统的研究分析，对使用者十分关键。研究分析自控系统，能够极大地提高电力通信设备的工作效率，确保电力系统的常规正常运行，使使用者更为满意。另外，还可以减少电能消耗，提高供电能力，降低电费支出，从而节约用电成本。目前，广泛应用于电力通信设备，提高了系统的可升级性。研制了一种低功耗抗干扰自控系统，使电力系统更稳定，供电更充分。电力的充分利用将大大促进生产的发展、提高生产力、促进工业的发展，同时也将大大促进城市照明等社会部门的使用。另外，对超低功耗抗干扰自控系统进行研究，实现节能减排，符合国家发展战略和环保要求，也是社会可持续发展的一个重要方面。

2超低功耗抗干扰自动控制系统的设计实验

2.1自动控制系统对传统通信设备的干扰问题

其中，电力通信设备是电力系统运行的重要组成部分，包括通信电源、传输设备和接入设备。电力通信系统采用传统的传感器采集数据，由于受到外部工作环境的影响，系统的能量消耗大，抗干扰能力差。为提高自控系统抗干扰性能，有必要对其干扰因素进行分析。一是外部电网对自控系统的干扰。电力系统设备，如电网、变压器、无线电波、高次谐波等都会干扰自动控制系统。第二，在靠近电力设备的地方有大量的大型电力控制设备，如大型电动机、大容量电器等，这些设备在启动或停机时，都会产生电磁感应干扰，从而导致自控系统失灵。其三，空气中电场电容效应对电力通信装置工作特性的影响。四是在电网系统规划过程中，要注重网线的建设。若网络结构出现混乱，也会造成一定的干扰。五是电力通信设备在运行过程中，需要进行远距离传输，传输过程中的无线电波的产生及变化，会给系统带来干扰。

2.2无效抗干扰通信设备自控系统的设计试验

电力通信设备受多种要素的干扰非常大，因而对电力通信设备自动控制系统的研究分析都具有至关重要的实际意义。对于一类低功耗抗干扰自控系统，开展了一系列电力工程技术人员的试验研究分析，研究了一套超低功耗抗干扰自控系统的基本工作原理，并各自设计了相对的软硬件。检测设备主要是嵌入式微处理器和C/S系统架构。

2.2.1超低功耗、抗干扰性能好是自控通信设备硬件系统设计的主要内容

传感技术被广泛应用于传统自动控制系统中，以获取数据，消耗能量。因此，在硬件设计上对数据采集方法进行了改进，采用了输入信号数据采集。PLC控制系统精良，程序处理维护模块完善，做好相应的电路连接。另外，在硬件设计中，设计师采用DC供电方式，降低了功耗。

控制规则存储在电力系统存储器中，设计时要求存储器具有记忆功能。在存储程序设计阶段，控制逻辑程序需要固化，限制了逻辑程序的访问，只允许管理员修改程序。本设计极大地提高了系统的安全防护和抗干扰能力。采用PLC接线方式，接线后直流信号直接输入，自动完成。其输出可为晶体管输出或晶体门控输出。在使用DC输入时，要选择一个开关设备来匹配它。DIP型50 A 120 V DC操作开关可控制120 V的最大电压，上电后可通过桥式整流方式，1N4007单元整流为直流供电。

设计过程中，控制系统由设计人员操作，启动限位开关，直流电源供给。该系统自动接收通信信息，并通过电力传输系统传输。此时，接收到信息的硬件系统的中央处理模块可对接收到的信息进行分类并开始计算，运算完成后，将得到一个清晰的响应，通过晶体管及晶体管门输出，对计算结果进行处理，构成自动控制硬件系统。当把输出命令传送给显示模块时，信息显示单元就扮演着把控制转换为特定命令的角色。数据转换器通过使用不同的通信方式供电，可控制显示模块的数据处理，并将数据显示在所连接设备上。可以从计算机的通讯端口选择数据传输方式的转换。传送处理后的资料资讯会呈现在显示模组内。

2.2.2自动控制系统的软件设计

硬件设计完毕后，还需要开展电力通信设备超低功耗抗干扰设计。此软件具体包含结构设计和通信方案设计两个部分，包含网关自动控制系统。选用嵌入式微处理器开展网关设计，设计出科学合理的网关结构，有益于降低功耗。一种 ARM架构，能有效地对系统存储模块进行保护。MPU是嵌入式数据传输系统的核心，其微处理器的实现主要依赖于 MPU的外围接口。CA-245串口 C/S模式系统的应用，有效地解决了软件设计中的数据交换问题，使得 C/S模式系统更适于通信编号控制。

2.2.3具体实验

文章介绍了一种电力通信设备超低功耗抗干扰自动控制系统的设计方案，并在此基础上进行了实验研究，与常规抗干扰分析方法进行了对比。实验结果表明，该方法能够有效地降低系统功耗，提高系统抗干扰能力，是一种有效、实用、经济、实用的方法。

结束语：

文章提出了一种基于多模式集成谐振器的可重构滤波器。为实现这一设计目标，满足智能无线系统对动态频率的要求，谐振器将三种开关技术融合在一起，即单频段、宽频段、单阻带段和宽带阻抗组合体。

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