| 出版日期：2003-11-10 总期号：1265 本年期号：84 |
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凌华CompactPCI在电能计费系统的应用
李侃 基于计算机的电能自动计费系统正在逐步取代以往的人工抄表系统。CompactPCI系统具有较强的系统稳定性，非常适合用做充当电能计费系统的核型电量数据采集器。 基于凌华CompactPCI架构的电能采集器目前已经在天津关口上移电力工程、内蒙古大唐托克托发电工程、华北电力集团冀北地区地市级供电系统等工程中得到成功应用。经过一年多的运转，整个系统工作稳定可靠，得到用户的一致好评。 系统架构 下图是一个典型的基于计算机的自动抄表计费系统架构图。 
该系统架构为分布式网络结构，即由数据服务器、通讯服务器以及若干个各种型号的电能数据采集器、电能表组成。电能数据采集器是整个电能计费系统的核心环节。电能数据采集器将电能采集仪表的数据实时记录下来。电能数据采集器可以通过电话线、以太网等多种网络连接方式将电量数据经过通讯服务器发送给中心数据服务器。中心数据服务器对电量数据进行数据统计、分析和各种核算。 电能数据采集器 对硬件的要求 电能数据采集器的核心是一台插有串口通讯卡的计算机。计算机通过串口通讯卡与电能采集仪表相连。由于电能数据采集器放在发电机或电网输送端周围，工作环境存在电磁和静电干扰，因此要求电能数据采集器具有较强的抗干扰能力。此外，对于电量的计量是一个连续的过程，不能中途中断，因此要求电能数据采集器能够长期可靠工作。 以往电能数据采集器选用工控机做为硬件平台。工控机基于PICMG 1.0规范，和普通PC相比，减少了系统的MTTR时间，并从系统的结构、散热等方面加以改进，提高了系统的MTBF时间。但是基于PICMG1.0的工控机依然存在抗振性差、板卡总线连接器不可靠、散热不畅、抗电磁干扰差等缺点。因此不能保证电能数据采集器的可靠运行。 基于CompactPCI电能数据采集器的优点 基于电能数据采集器对计算机硬件稳定性的严格要求，凌华科技提出了CompactPCI的硬件解决方案。 CompactPCI基于PICMG2.0规范。CompactPCI的电气特性与PCI总线相同，因此用户的软件和普通PC兼容，现有的PCI外围卡也可以很容易移植到CompactPCI平台。CompactPCI使用2mm高密度针孔总线连接器，和使用金手指连接器的PCI卡相比，具有连接可靠、完全气密的特点，卡片的抗振性和抗腐蚀性大大提高。此外，CompactPCI卡片采用经过20余年现场使用考验的欧规卡结构。欧规卡采用垂直安装、前抽取结构，提高了卡片的散热性、抗振性和易维护性。 和传统商用PC相比，CompactPCI具有如下优点： 一、系统抗振性强 二、支持卡片带电拔插 三、支持后走线，便于方便配线 四、卡片垂直安装，有利于散热 五、CompactPCI卡片具有更好的电气特性 六、防腐和电磁屏蔽性好 七、抗静电好 八、机箱深度浅，便于机柜安装 凌华的基于CompactPCI 电能采集器硬件解决方案 机箱 凌华为电能采集器的机箱为一款3U 高度，具有1个系统槽和7个外围扩展槽，具有6.4英寸TFT LCD的CompactPCI机箱cPCIS-1150。7个外围槽便于系统功能扩展，6.4英寸TFT LCD的分辨率为640×480，可以提供方便易用的人机界面。 CPU卡 CPU卡是整个CompactPCI系统的核心。对系统长期可靠运行最大的威胁是CPU风扇的寿命。通常一个CPU风扇长期运行的寿命只有1～2年。如果系统使用的是普通CPU，一旦CPU风扇停止运转，系统就会因CPU过热而死机。为了保证系统能够24小时长期可靠运行，凌华科技提供了一款使用Intel低功耗Pentium MMX CPU的3UCompactPCI 控制器cPCI-3500A。cPCI-3500A使用的是Intel 低功耗Pentium MMX 266MHz CPU，CPU功耗只有9W,无需使用CPU散热风扇，使用散热片即可满足CPU散热要求。这样大大提高了系统的稳定性。 外围卡 系统使用的外围卡包括：显卡cPCI-8217，串口通行卡cPCI-3534和隔离I/O卡cPCI-7433。串口通信卡和隔离I/O卡用于连接外围电能采集仪表。 |
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