0 引言
在交流50Hz，380V（660V）低压系统中，配出回路繁多，配电柜空间狭小，低压终端上的电机或者其他馈线设备都需要智能化综合测控装置，配合接触器、断路器等，实现智能化、网络化、一体化功能，提高设备智能化管理水平，方便用户的使用。本文研发的低压测控装置就能完整的实现上述的控制、测量、保护、通讯和管理一体化的功能。
1 低压测控装置功能概述
低压测控装置能直接交流采样三相交流电流、三相交流电压、温度热电阻、漏电流信号，通过高速MCU处理器计算负载电流、接地电流、电压、不平衡度、功率、电能等参数，结合内置保护算法处理，根据需要来实现保护的投入、退出、报警或者跳闸，实现可选择性的保护功能；通过开关量的输入输出功能，配合接触器、断路器可完成相关的控制逻辑实现一定的工艺连锁或控制保护功能；如应用在MCC回路中，可完成马达的直接启动，可逆启动，Y-△的启动控制；具有强大的网络通讯功能，采用标准的RS485，MODBUS_RTU协议（可扩展PROFIBUS-DP，工业以太网，CAN网络的DEVICENET）协议可轻松地实现组网功能，方便用户的维护和管理[1]。一个典型的低压测控装置结构示意图如图1，它从主回路中采集电压、电流、温度等信号，经内部的MCU高速处理，结合开关量输入信号DI进行开关量输出控制处理，带有人机交互显示功能，丰富的网络通讯接口可方便用户的管理。
图1 低压测控装置结构示意图
2 系统硬件设计
2.1 MCU选型
MCU是低压测控装置的核心，它实现了数据采集、数据处理、输出控制、网络通讯和人机交互功能。这里采用Freescale公司最近推出的MCF51EM256的处理器，它采用高速32位 ColdFire V1 内核（具有硬件乘法累加MAC单元）,片内集成带可编程延迟模块PDB和4个16位SAR型ADC，PDB可以直接控制触发ADC的采样，完成了高精度的电压、电流、漏电流、温度的交流采样和测量，结合高速的32位COLDFIRE核，可实现各种测控保护运算算法。硬件独立的RTC和两个安全的FLASH内存可完成事件记录管理功能，同时通过远程固件更新，减少装置的维护成本。多达3个SPI、3个SCI和1个I2C接口，可实现多种网络通讯功能，内部集成了2个TPM多功能定时器模块和1个16位、2个8位定时模块以及丰富的GPIO口，可方便的完成定时中断和各种开关数字量的输入采集和输出控制。借助CODEWARRIOR-IDE开发平台和免费的MQX 操作系统，可快速的进行软件开发[3]。
更多精彩产品推荐：电力需求侧管理系统、电能管理系统、预付费售电管理系统、测量型电流互感器、模拟信号变送器、三相组合式互感器、预付费电表、锂电池管理系统、多用户计量表箱、开关柜综合测控装置、光伏并网柜、光伏汇流箱。