基于MCC9S008AWW32芯芯片的开开关柜智智能测控控装置设设计及应应用葛银红11，方严2，张晓晓忠2（1，苏苏州市市市政工程程设计院院，苏州州， 2,上海安安科瑞电电气股份份有限公公司，上上海 22018801）摘要：电电力系统统中高压压开关柜柜的一次次开关设设备工作作状态、温湿度度控制、高压带带电指示示等功能一一般是由由信号灯灯和独立立的电气气元件实实现的，这势必会会带来集集成度低低、配线复复杂、可靠性性差的缺缺点本本文介绍绍了一种种开关柜柜智能测控控装置，适适用于33～35kkV户内内高压开开关柜，用用于一次次开关设设备状态态模拟显示示、高压压带电指指示、防防凝露温温湿度控控制、电电参数测量量等，大大大提高高了开关关柜操控控和测显显的集成成度和智智能化程程度关键词：：MC99S088AW332；开开关柜；；一次系统统图；智能能测控装装置Desiign andd apppliicattionn off thhe IInteelliigennt MMoniitorringg annd CConttroll Deevicce ffor Swiitchhboaard Bassed on thee Chhip of MC99S088AW332Fangg yaan1, ZZhanng XXiaoo-zhhongg1(1,SShannghaai AAcreel CCo. , LLtd.. , Shaanghhai 20118011, CChinna;)Absttracct: Acccorddingg too thhe ssurvvey,,worrkinng sstatte oof tthe swiitchhingg deevicce, conntrool oof ttempperaaturre aand hummidiity andd hiigh--volltagge lliveeinsstruuctiion aree ussuallly achhievved byssomee siignaal llampps aand sevveraal iindeepenndennt eelecctroonicc deevicces in a hhighh-vooltaage swiitchhboaard of powwer sysstemm, whhichh wiill ineevittablly bbrinng aabouut tthe shoortccomiingss off loow iinteegraatioon, coompllexwwiriing,, annd lloweer rreliiabiilitty.An inteelliigennt mmoniitorringg annd cconttroll deevicce ffor swiitchhboaard nammed ASDD iss inntrooducced in thiis ppapeer, whiich is useed iin 33 ~ 35kkV iindooor higgh vvolttagee swwitcchbooardd.Thee deevicce iis uusedd foor tthe inddicaate of swiitchhingg deevicce sstattus,, hiigh--volltagge llivee innstrructtionns, antti-cconddenssingg teempeeratturee annd hhumiiditty cconttroll, eelecctriicall paarammeteer mmeassureemennt aand so on,, whhichh iss hiighlly iincrreassed thee innteggrattionn annd iinteelliigennce of mannipuulattionn annd mmeassureemennt oof tthe swiitchhboaard..Key worrds::MC99S088AW332; swiitchhboaard ; prrimaary sysstemm diiagrram;; inttellligeent monnitoorinng aand conntrool ddeviice0 引言言开关柜一一般有断断路器（负荷开开关）、隔离离刀闸、接接地刀闸闸等一次次开关设设备。
在在运行或或调试中中，监测测这些一一次开关关设备状状态是至关重重要的在在传统的开开关柜上上，一般般使用信信号灯来来指示这些些状态的的，这样样做显示示不直观观，且接接线不方方便开开关柜智智能测控控装置将将一次设设备状态态显示与与开关柜柜的一次次方案图图相结合合，LEED显示示器件置置于一次次方案图图中设备备符号所所处位置置，电路路状态一一目了然然，生动动直观，如如图1所所示图1 AASD系系列开关关柜智能能测控装装置产品品示意图图同时集成成的高压带带电显示示、自动动温湿度度控制、电参数测量功能使开关柜盘面简洁大方，降低二次接线工作量1硬件设设计方法法1.1 设计平台台中央处理理器采用用Freeesccalee公司的的第一款款基于高高度节能能型S008核的的器件MMC9SS08AAW322高性能能单片机机，该单片片机片上上资源丰丰富，支持BDDM片上上调试功功能，片内集集成看门门狗电路路，抗干扰扰能力突突出，具具有业内内最佳的的EMCC性能CPUU总线频频率最高高可达220MHHz，最最高运行行速率可可达400MHzz丰富富的片上上资源：：32KKB线可编程程FLAASH存存储器，内内部时钟钟发生器器，带有有2个可编编程定时时器，丰丰富的II/O口口：双SSCI口口，SPPI、II2C等接接口，极极大的方方便了硬硬件的扩扩展。
电能计量量芯片采采用美国国ADI公司的的高精确确度三相相电能测测量芯片片ADEE77558该该芯片的的测量精精度高，功能强强大该该IC内嵌嵌高精度度的模数数转换器器和固定定模式的的数字处处理信号号处理器器( DDSP))，具有数数字积分分、数字字滤波、实实用电能能监测、计计量功能能芯片片带有一一个SPPI串行行口、有有功电能能脉冲输输出、无无功电能能脉冲输输出，可用于于各种三三相系统统中有功功率率、无功功功率、电电能、电电压电流流有效值值的测量量以及以以数字方方式校正正系统误误差所必必须的信信号处理理电路ADE777588为各相相提供系系统校准准功能，包包括有效效值偏移移校准、相相位校准准、功率率校准1.2设设计框图图装置硬件件电路设设计框图图如下，整整个系统统以MC9SS08AAW322为核心心，按功功能可划划分为中中央处理理单元、电电源模块块、电压压电流采采样及运运算、开开关量控控制模块块、温湿湿度采集集模块、人人机交互互模块、通通讯模块块等图2 硬硬件电路路设计框框图1.3 部分电电路1.3..1 中中央处理理单元中央处理理单元电电路图如如图3所示，CCPU对对采样信信号进行行处理计计算，根据测测量得到到的电流流、电压压、温湿湿度值与与预先设设定的各各种保护护数值进进行对比比，由此来来判断开开关柜的的电压电电流是否否正常、温温湿度状状况是否否正常，若若不正常常则输出出相应的的告警信信息。
外部扩扩展了铁铁电存储储器，用于存存储一些些重要的的参数，即使以以后升级级程序也也不会丢丢失先前前的重要要数据图3 中中央处理理单元电电路图1.3..2 开开关量控控制模块块开关量控控制模块块包括开开关量输输入和告告警输出出，其电电路图如如图4所示开开关量输输入经光光电耦合合接入CCPU；；告警由由GPIIO口经经光电耦耦合器连连接到继继电器输输出开开关量输输入设有有8路，依依次对应应一次图图中的断断路器合合、断路路器分、手手车工作作位置、手手车试验验位置、接接地刀位位置以及及弹簧储储能指示示，其余余预留开开关量输输入对应应一次图图可编程程设置开开关量输输出设有有6路，依依次输出出加热器器1、加加热器22、风扇扇、告警警、照明明、闭锁锁的状态态图4开关关量控制制模块电电路图、1.3..3 人人机交互互单元本装置高高端产品品的人机机交互界面面采用LLCD液液晶显示示模块LLCD采采用1228*1128点点阵显示示，初始始界面为为电参量量显示界界面，通通过按键键输入进进入菜单单设置界界面，菜菜单选项项均采用用中文显显示界面面，使得得操作直直观易懂懂通过过菜单选选项可以以设置诸诸如接线线方式、电电压变比比、电流流变比、告告警定值值、通信信地址波波特率等等参数。
低低端产品品则采用双排四位位LEDD数码管管显示来来温湿度度信息及各种可编编程信息息用户户可根据据实际需需要进行行设置各各种告警警定值参参数、通通信地址址波特率率等1.4评评述本装置采采用的电电源模块块为开关关电源模模块该该电源模模块输入入电压为为AC990～2285V或或DC1100～～300V，输入频频率455～600Hz，输出电电压稳定定、故障障率小，输出纹纹波＜11％，转换效效率≥75％具有有过压、过过流保护护该模模块经实实际现场场使用，具有很很高的稳稳定性、可可靠性和和抗干扰扰能力温湿度传传感器采采用SHHT100，该系系列产品品是一款款高度集集成的温温湿度传传感器芯芯片，具具有超快快响应、抗抗干扰能能力强等等优点，提提供全标标定的数数字输出出CPPU与SSHT110采用用串行接接口，在在传感器器信号的的读取及及电源损损耗方面面，都做做了优化化处理高压带电电显示模模块由高高压带电电传感器器输入电电信号，由由此判断断此高压压柜是否否带电由由于母线线电压较较高，所所以高压压带电显显示电路路采用了了各种过过压保护护、隔离离保护器器件来确确保装置置内部电电路的正正常工作作此外，本本装置还还集成有有操控功功能、人人体感应应功能、语语音防误误提示功功能等。
2 软件件设计流程程系统软件件设计包包括主程程序、通通讯模块块2个部分分主程序完完成上电电或复位位初始化化，电能能芯片初初始化，其其他外设设初始化化，温湿湿度测量量，读取取电参数数，电量量计算，状状态显示示及报警警处理，LLCD显显示刷新新及按键键处理等等功能，程程序设计计流程如如图5CPU初初始化主主要指对对CPUU的特殊殊状态寄寄存器SSFR进进行配置置，设置置I/OO口的输输入输出出状态及及初始状状态，读读取铁电电寄存器器数据等等；电能能芯片初初始化主主要指对对ADEE77558功能能寄存器器的配置置；主程程序其余余部分则则是对各各项功能能的完成成，只有合合理安排排程序流流程来完完成这些些功能，装装置才能能可靠工工作通讯模块块以中断断方式实实现，主主要完成成接收数数据，协协议处理理等功能能通讯讯协议采用用标准MMODBBUS--RTUU规约，便便于上位位机的通通讯，与与其他网网络仪表表组网使使用，实实现对开开关柜状状态的实实时监测测图5 程程序设计计流程图图3 实现现的技术术指标及及性能ASD系系列开关关柜智能能测控装装置的技技术指标标见表11产品设设计时采采用优异异的电磁磁干扰PPCB设设计技术术，生产时时经过整整机带电电老化与与出厂检检验测试试，确保保了产品品的长期期工作的的稳定性性和可靠靠性。
表1ASSD装置置技术指指标技术参数数指标输入网络三相三线线、三线线四线频率45～660 HHz电压/电流额定值：：AC 1000V/5A过负荷：：1.22倍额定定值（持持续）；；2倍额额定值持持续1秒秒功耗：电电压回路路小于 0.55VA；；电流回回路小于于1VAA输出电能输出方式式：集电电极开路路的光耦耦脉冲脉冲常数数：3220000impp/kWWh通讯RS4885接口口，MOODBUUS-RRTU协协议精度电参量频率0..05HHz、无无功电能能1级，其其余0..5级温湿度温度：±±1℃；湿度度：±4%开关量输输入8路干接接点输入入，内置置+122V电源源开关量输输出输出方式式：6路路继电器器输出触点容量量：ACC2500V/55A电源AC900-2855V，DCC1000-3000，功功耗≤8VA安全性工频耐压压：ACC2kV/11minn；绝缘缘电阻：：＞1000MΩ电磁兼容容性兼容静电测试试：3级级；脉冲冲群测试试：4级级；浪涌涌测试：44级环境工作温度度：-110～555℃；存储储温度--20～～70℃℃；相对对湿度：：5%～～95%%不结露露；海拔拔高度：：小于25500米米4应用案案例图5 典典型应用用接线图图 在某水水泥厂高高压开关关柜设计计中，全部采采用了AASD系系列开关关柜智能能测控装装置。
应用方方案见图图5图图中信号号指示回回路通过过开关量量输入采采集来实实现一次次原理图图指示；；带电显显示回路路通过高高压传感感器输入入来指示示母线是是否带电电；温湿度度控制回回路通过过温湿度度传感器器输入来来实现温温湿度控控制并并带有MModbbus通通讯输出出, 供用用户远程程监测和和控制一改以往每个开关柜需配备不同厂家的多种产品，既减少了工程量节约了成本，又提高了系统的可靠性投入试用的开关柜智能测控装置以其良好的稳定性和可靠性能保证了对开关柜内的一次设备的保护，并且保证了对于电压、电流、功率等参数的准确测量和对电能的准确计量，同时方便了用户对开关柜的实时监控5 结语语开关柜智智能测控控装置针针对电力力开关柜柜的控制制要求设设计，适适用于中中置柜、手手车柜、固固定柜、环环网柜等等多种开开关柜该产品已经系列化，集操作、显示于一体，满足多种客户的需求，具有功能齐全、运行可靠、抗干扰性能优越等特点，应用前景十分广阔参考文文献】[1]任任致程，周中.电力电电测数字字仪表原原理与应应用指南南[M]..北京:中国电电力出版版社，20007.[2] 王威.. 嵌入入式微控控制器SS08AAW原理理与实践践[M]].北京京：北京京航空航航天大学学出版社社，20009..[3] ADEE77558数据据手册[[EB//OL]].Annaloog DDeviicess，20006.[4] 孙兴丽丽，刘曙光光. 一种种开关柜柜智能操操控装置置的设计计与实现现[J]]. 高压压电器，220099.作者简介介：方严（119822-），男，助助理工程程师，研研究方向向为电力力电子与与应用张晓忠（119833-），男男，助理理工程师师，现从从事仪表表类产品的研发工工作。