基于FPGA的网络三相电能表设计
三相四线费控智能电能表产品手册-超讯
DTZ1737型三相四线费控智能电能表产品手册目录1概述 (3)2依据标准和规范 (4)3型号规格 (4)4主要技术指标 (4)5主要功能 (5)5.1计量功能 (5)5.2需量记录功能 (5)5.3费率和时段 (5)5.4数据存储； (6)5.5冻结功能： (6)5.6事件记录 (6)5.7停电抄表 (7)5.8实时参数检测 (7)5.9负荷曲线记录功能 (7)5.10通信功能 (8)5.11输出功能 (8)5.12显示功能 (8)5.13清零功能 (8)5.14远程控制功能 (8)5.15辅助电源供电： (8)6显示说明 (9)6.1液晶屏全屏显示 (9)6.2显示符号说明 (9)6.3显示说明 (10)7仪表的外形及安装 (10)7.1电能表外形图 (10)7.2电能表安装图 (11)7.3仪表的安装 (11)7.4接线图和端子功能图 (12)7.5有功或无功校验口示意图 (13)8编程和抄表说明 (13)8.1编程功能 (13)8.2编程注意事项 (14)9运输和储存 (14)10售后服务 (14)1概述DTZ1737型三相四线费控智能电能表，是根据国家电网“统一坚强智能电网”建设的总体要求，在国网公司智能电表系列标准的基础上研制而成的新一代智能电能表。
该电能表采用了超大规模数字信号处理芯片、永久保存信息的存贮器、全隔离标准RS485通讯接口、红外通讯和NB-IOT通讯、大画面宽温液晶显示和信息安全加密ESAM模块等先进技术。
电能表采用了先进的SMT表面贴装工艺，外壳采用高强度、阻燃环保材料、造型新颖、美观适用,具有较高的绝缘强度和耐腐蚀性。
该表集众多功能于一体，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能，可有效地杜绝欠费行为，从而顺应了电力部门有效及时地对用户进行现代化科学管理的要求。
2依据标准和规范该智能电能表设计、测试、制造均符合或超过国家标准和电力行业标准。
智能电表的设计
四川理工学院课程设计书学院计算机学院专业物联网工程20121班课程无线传感器网络题目现代小区智能电表课程设计教师符长友学生胥玉环刘依粒胡伟杰宋治桦设计时间：2014年7月5日至2017年7月11日前言近年来，在低碳经济、绿色节能及可持续发展思想的推动下，如何进一步提高电网效率，积极应对环境挑战，提高供电可靠性和电能质量，完善电力用户服务，适应更加开放的能源及电力市场化环境需要，对未来电网的发展提出了更高的要求。
智能电网的概念应运而生并成为全球电力行业共同研究和探讨的热点，支撑中国乃至全球智能电网的将是通信技术、信息处理技术和控制技术。
智能电表作为智能电网建设的重要基础装备，加快智能电表产业链整合，促进其产业化，对于电网实现信息化、自动化和互动化具有支撑作用。
基于以上分析，本文研究旨在基于AT89C51单片机的智能电表的设计。
本次设计基于单片机AT89C51是以微处理器或微控制器芯片为核心的可以存储大量的测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。
一般具有自动测量功能，强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器，有简单的报警功能。
本文主要包括以下三个方面的工作：(1)智能电表的设计背景、优点及发展现状本文首先分析智能电表的设计背景，其次讨论智能电表的优点及相关的应用。
(2)智能电表的硬件和软件实现分析智能电表应该具备的功能，给出该仪表的总体设计框图；详细讨论了该电路的核心芯片选取、数据采集电路的设计、通信电路及输入输出系统的实现并给出了核心芯片．AT89C51的详细参数；使用结构化程序设计手段，利用单片机C语言程序实现按键的扫描并处理程序、数据的采集及后续的算法程序、红外或RS485通信方式的自动抄表程序、CPU卡的读写操作程序以及段式LCD的显示驱动程序。
(3)设计的结论分析、不足及未来的展望阐述了设计的测试结果并对结论进行了分析，给出了设计中的不足之处，并提出了将来的修改意见及改进之处，对智能电表的未来进行展望。
三相导轨式液晶电能表使用说明书
图 16 DTSD1352(ADL3000)面板格式 面板说明如下表：
编号
名称
状态示例
功能说明
.4
1
LCD
2
报警
指示灯点亮
3
相序
指示灯点亮
4
无功
指示灯点亮
5
有功
指示灯点亮
6
失压
指示灯点亮
7
Enter 键
8
向下按键
9
向上按键
10
SET 键
11
谷
指示灯点亮
12
平
指示灯点亮
13
峰
指示灯点亮
14
尖
指示灯点亮
≤95%（无凝露）
技术指标
DDSF1352
DTS/DTSF1352 DTSD1352
(ADL100)
(ADL300)
(ADL3000)
76×91×64 （mm）
126×91×64（mm）
≥50000
正视图
侧视图
图 1 DDS1352(ADL10)外形图 （2）DDSF1352(ADL100)
正视图
侧视图
编号
名称
状态示例
1
LCD
2
脉冲
指示灯点亮
3
峰
指示灯点亮
4
平
指示灯点亮
5
谷
指示灯点亮
5.1.3 DTS/DTSF1352(ADL300 )
功能说明
液晶显示 电能脉冲指示 当前费率为峰费率 当前费率为平费率 当前费率为谷费率
图 15 DTS/DTSF1352(ADL300)面板格式 3
面板说明如下表：
编号
液晶显示 电表异常指示 相序错误指示 无功电能脉冲指示 有功电能脉冲指示 失压状态指示
三相电能表拆解
三相电能表拆解
【实用版】
目录
1.三相电能表简介
2.三相电能表的结构
3.三相电能表的拆解步骤
4.三相电能表的主要部件及其功能
5.三相电能表的拆解注意事项
6.结论
正文
一、三相电能表简介
三相电能表是一种用于测量三相交流电路中有功电能的仪表，广泛应用于工业与民用电力系统中。
它可以测量电压、电流以及功率因素等参数，为用电单位提供准确的电能数据，便于电能的管理与控制。
二、三相电能表的结构
三相电能表主要由外壳、电路板、转子、铝盘及显示屏等部分组成。
其中，电路板负责处理电信号，转子与铝盘之间通过磁场感应实现电能的测量，显示屏用于显示测量结果。
三、三相电能表的拆解步骤
1.断开电源，确保安全。
2.打开表盖，暴露电路板和转子。
3.拆卸电路板与转子之间的连接线。
4.取出电路板和转子，分别进行拆解。
四、三相电能表的主要部件及其功能
1.电路板：负责处理电信号，实现电压、电流等参数的测量。
2.转子：通过磁场感应与铝盘实现电能的测量。
3.铝盘：与转子相互配合，完成电能的测量。
4.显示屏：用于显示测量结果。
五、三相电能表的拆解注意事项
1.拆解前需断开电源，确保安全。
2.拆卸过程中应轻拿轻放，避免对部件造成损坏。
3.拆解后，各部件应妥善保管，以便重新组装。
六、结论
通过对三相电能表的拆解，可以了解到其内部结构及工作原理。
SICAM P38 P39 三相多功能电力智能仪表使用说明书
SICAM P38 P39复费率型三相多功能电力智能仪表使用说明书V1.8西门子电力自动化有限公司概述 1 技术指标 2 功能介绍 3 操作与显示 4 安装与接线 5 通信 6 使用与维护7 产品型号和订货号8 售后服务91概述1.1产品简介SICAM P38 P39复费率型三相电子式多功能电能表是一款集测量记录、电能计量、遥信遥控、大屏幕LCD显示和网络通信功能于一体的电力仪表。
本仪表可测量电压、电流、功率、功率因数和频率等多项电网参数；具有2～50次谐波分析功能，计算多项电能质量参数；可计量有功和无功电能；具有复费率电能和复费率需量功能；P38含有两路独立的RS-485通信接口，P39含有1路RS-485通信接口和1路以太网口。
装置支持MODBUS-RTU和DL/T645双通信规约（串行&TCP/IP）；具有开关量输入和输出功能。
本仪表广泛适用于变配电自动化系统、工业控制和工业自动化系统、能源管理系统和小区电力监控等场合。
本三相电子式多功能电能表符合以下标准：GB/T17215.301-2007 多功能电能表特殊要求GB/T17215.322-2008 静止式有功电能表（0.2S级和0.5S级）GB/T17215.323-2008 静止式无功电能表(2级和3级)DL/T614-2007 多功能电能表DL/T645-2007 多功能电能表通信规约Modbus-RTU/TCP1.2产品特点本仪表采用了高精度采样计量单元和高速MCU数据处理单元，可实现高精度宽范围准确计量和快速数据分析；采用段码式多行宽视角液晶显示屏，显示内容很丰富；液晶配备白色背光，可满足黑暗环境下查阅数据的要求；采用非易失存储器存储各类数据，可长时间保存数据且掉电不丢失；采用高精度带温补功能的时钟芯片，在工作温度范围内有效保证了时钟的准确性；支持双通信端口和工业标准通信规约，组网便捷灵活；选配不同通信模块，可满足多种用户的不同接口需求。
正泰昆仑DTSY666 型三相电子式预付费电能表 数据表
>> 精准计量 智慧物联06正泰昆仑DTSY666 型三相电子式预付费电能表>> 精准计量 智慧物联072 主要功能及特点3 主要技术参数● 准确计量正、反向有功电能，反向有功电能按正向电能累计● 可以预售电量，当电量用完后自动断电，断电阈值可设置● 一表一卡多重动态加密，用户数据安全可靠● 具有信息传递功能，通过用户卡可将电能表中的计量数据和工作状态数据返回到售电系统，供 结算、统计、管理使用● 具备错误操作和故障提示功能● 显示当前累计有功使用总电量、剩余电量、最近一次购电量等，电量显示五位整数，一位小数点GB/T 17215.321-2008、GB/T 17215.211-2006、GB/T 18460.3-2001、DL/T 645-20074 符合标准5 外形及安装尺寸DTSY666型三相四线电子式预付费电能表主要适用于实行先付费后用电供电制度的三相用户，可实现电能计量、电量预购、最大负荷限制等功能。
该产品是用电收费改革，提高供用电科学管理水平，促进合理用电，节约用电的理想电能计量产品。
1产品概述正泰昆仑DTSY666 型三相电子式预付费电能表（蓝牙通讯）2 主要功能及特点3 主要技术参数● 蓝牙通讯功能● 先付费，后用电，便于用户电费运营管理● 使用手机端小程序，通过蓝牙对电能表充值，支持移动支付● 准确计量正、反向有功电能，反向电能按正向累计● 可预存金额，当剩余金额用完后自动断电，断电阀值可设● 具有两级告警功能，1级剩余金额越限告警，背光闪烁提醒，2级跳闸断电提醒，按键5S 后合闸● 防囤积功能，充值时，剩余金额不能超过设定允许的电能表最大囤积金额● 超负荷保护功能，当负荷大于设置的阈值时，背光点亮，继电器自动断开，5分钟后自动合闸GB/T 17215.321-2008、GB/T 17215.211-2006、GB/T 18460.3-2001、DL/T 645-20074 符合标准5 外形及安装尺寸DTSY666型三相四线电子式预付费电能表主要适用于实行先付费后用电供电制度的三相用户，可实现电能计量、电量预购、最大负荷限制等功能。
基于FPGA的万兆以太网实现
・
裁 剪 设 计 方 案 。 目前 该 技 术 已成 功 应 用 ， 应 用 证 明 该 设 计 方 案 完 全 能 满 足 万 兆 以 太 网
４１ ・
电 信 技 术研 究
总第 ３ ７ ９期 Ｒ ＥＳ Ｅ Ａ Ｒ ＣＨ ＯＮ Ｔ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ ＯＭ ＭＵＮ Ｉ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮＯ Ｌ ＯＧＹ ２ ０ １ ３年第 ３期
一
性 地 制 订 了万 兆 以太 网协 议 ，并 在 近 两 年 开 始 大 量 应 用 ，甚 至 逐 步 渗 透 进 城 域 网领 域 。 可 以 预 见 ， 万 兆 以太 网 技 术 将 在 通 信 体 系 中扮 演 越
种 异 步 连 接 ，１ ０ Ｇｂ Ｅ的 计 时和 同 步 ｌ Ｔ作 在 每
和 Ｘ ＡＵＩ 的扩展子层 。 此外 ， Ｐ Ｃ Ｓ的 编 码 码 型 、 扰 码 处理 等 都 做 了 重 大 调 整 。 １ ０ Ｇｂ Ｅ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． ３ ａ ｅ标 准 物 理 模 型 如 图 １
所示…。 此 外 ， 需 要 注 意 的 是 ，万 兆 以太 网 依 然 是
关键 词 ： 万 兆 以 太 网 ；Ｆ Ｐ Ｇ Ａ；Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． ３ ａ ｅ ；ＸＧＭＩ Ｉ ；ＣＲ Ｃ３ ２ ； ＷＡ Ｎ
１ 引 言
上世纪 ７ Ｏ年 代 ， 施 乐公司创 建并联合 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ
１ ０ Ｇｂ ｉ ｔ ／ ｓ的 传 输 需 求 。
２ 万 兆 以 太 网协 议
个 字 符 的 数 据 位 流 中进 行 ，但 是 接 收 端 的 集 线 器 、交 换 机 或 路 由器 可 能 会 对 数 据 进 行 重 新 计 时 和 同 步 。 相 比 之 下 ， 同 步 协 议 ， 包 括
毕业设计基于STS协议的智能电能表设计
题目：基于STS协议的智能电能表设计学院:专业:学号:学生姓名:指导教师:日期:摘要为有效地解决上门抄表和收费难问题，并提高抄表效率，避免错抄。
本设计采用“客户先购电，后用电”的电力营销模式，增强了电能表管理由手工抄表向自动化管理过渡的过程安全保障度，并且用户的购电信息实行微机管理，方便进行查询、统计、收费及打印票据等。
采用国际通用转换STS标准，既促进国内电能计量系统的变革，又符合国际预付费电能表行业的发展潮流，解决了目前预付费电能表售电系统标准不统一的弊端。
在实现电能准确计量的基础上，又能进行预付费，且成本低廉。
因此，本设计的STS单相一体式预付费键盘表具有广阔的市场应用前景。
STS单相一体式预付费键盘表是一种新型的全电子式电能表，它以MSP430F4793为核心，系统主要由测量单元、数据处理单元等组成，具有电能计量、信息储存及处理、实时监测、自动控制以及带有完备的通信接口，支持双向计量、自动采集、冻结、控制、监测等功能。
阐述了系统的误差校正、电能计量等设计，探讨了系统软件的的抗干扰设计。
该电表能计量当前总有功、当前余额、瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率，并且有STS预付费、液晶显示、事件记录、光电通讯、声光报警、继电器控制等功能。
实际运行表明，预付费单相电能表读写稳定、抗干扰能力强、数据传递可靠、管理实时便捷，计量与管理功能满足国际国内有关标准的要求。
关键词：STS；预付费电能表；键盘表；MSP430-4793AbstractTo effectively solve meter reading, electricity fee retrieving, and improve meter reading efficiency and avoid the wrong copy. The single phase prepaid energy meter which based on STS adopts the power market model of "Buy first, Use later". This model enhance the security level for meter management from manual to automated meter reading, and implement the computer to manage the user’s information, in order to facilitate query, statistics, fees and printing paper and so on. The intermational standards STS promotion the domestic energy metering system changes but also meet the international prepaid energy meter industry trends, and solve the current energy meter prepaid vending system standards are not uniform. In achi- achieving accurate measurement of electrical energy, based on accurate real-time screening but also a variety of stealing behavior, and low cost. Thus, STS single-phase prepaid keyboard table has a broad market prospect.Single-phase prepaid keyboard table which based on STS is a new fully electronic power meter, and it takes MSP430-4973 as the core. the system mainly by the measuremnt unit,the data processing unit and other components, with power measurement, information storage and processing, real-time monitoring, automatic control and communication interface with the complete support of two-way metering, automatic collection, freezing, control, monitoring and other functions. Describes the system error correction, energy metering, such as design, system software of the anti-jamming design.The table can measure Comulative Energy, Balance Credit, V oltage rms, Current rms, Currently Power Consumed, and own STS pre-paid, LCD display, event recording, optical communication, alarm and relay control functions.Practical operation shows that the single-phase prepaid energy meter read and write stability, anti-interference ability, reliable data transmission, management, and convenient real-time, measurement and management capabilities to meet the relevant international and domestic standards.Key words:STS; Prepayment meter; Keyboard tables; MSP430-4793目录绪论 (1)1 STS预付费电能表的整体设计系统概述 (3)1.1系统设计的基本要求 (3)1.2外观及显示设计的基本要求 (3)1.2.1 液晶显示屏内容及要求 (3)1.2.2 预付费键盘式电能表外形图说明 (3)1.2.3 预付费键盘式电能表的整体外观设计与安装要求 (4)1.2预付费键盘式电能表整体功能 (5)2 STS预付费键盘式电能表系统构成与工作原理 (7)2.1概述系统的构成 (7)2.2系统的总体设计 (7)2.3电能表的工作原理 (8)2.4电能表的功能设计 (9)3 STS预付费键盘式电能表的硬件设计 (11)3.1信号调理与采集单元 (11)3.1.1 前端输入信号调理单元 (11)3.1.2 信号采集单元 (13)3.2信息管理单元 (15)3.2.1 电能表的嵌入式信息处理芯片 (15)3.2.2 信息管理单元硬件电路 (15)3.2.3 显示及检测报警单元 (17)3.3电源管理单元 (18)3.3.1 电源类型的选择 (19)3.3.2 系统电源的工作原理及硬件电路图 (20)3.4硬件电路设计中的抗干扰措施 (21)3.4.1 电路抗干扰设计 (22)3.4.2 PCB板抗干扰设计 (22)4 单相电子式预付费电能表的软件设计 (24)4.1单片机的开发工具 (24)4.2单片机资源分配 (24)4.2.1 ROM空间的分配 (25)4.2.2 RAM空间的分配 (25)4.3主程序设计 (26)4.4误差校正 (26)4.4.1 误差来源 (26)4.4.2 误差校正的工作原理 (27)4.4.3 误差软件调整的实现 (29)4.5电能计量及预付费程序设计 (30)4.6软件设计中的抗干扰措施 (31)5 通信协议概述 (33)5.1IEC62056-41通信规约 (33)5.2IEC62056-21通信规约 (34)5.3通信接口硬件设计 (35)5.4通信接口软件设计 (35)6 单相电子式预付费电能表的测试与工程实现 (37)6.1功能测试 (37)6.1.1 采集模块调试 (37)6.2性能测试 (38)6.2.1准确度要求试验 (38)6.2.2气候影响试验 (38)6.2.3电气要求试验 (38)6.2.4电磁兼容试验 (39)6.3工程实现 (39)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (43)附录A 短码表 (44)附录B 软件流程图 (46)附录C 硬件抗干扰设计实验 (50)附录D 事件测试状态及显示 (51)附录E 硬件电路图 (52)绪论随着国民经济的不断发展,电力已经成为国家的最重要能源。
XJPMF832B 三相网络电量测控仪 技术及使用说明书
XJPMF832B三相网络电量测控仪技术及使用说明书(Ver2.02)许昌智能继电器股份有限公司XUCHANG INTELLIGENT RELAY CO.,LTD.IXJPMF832B 三相网络电量测控仪应用范围适用于0.4kV ~35kV 系统,广泛适用于各行业供配电场所、能源管理、自动化以及智能化网络监控系统等。
装置硬件后插拔方式,易于现场安装和维护。
高亮度LCD 液晶显示,可本地查询。
主要特点集数据采集与控制功能于一身。
它可以代替多种仪表、变送器和其它元件,产品提供三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、需量、电度等电参数的组合测量。
具有RS485通讯接口,能够集成到任何电力监控系统中,通过配备的管理软件或者其他组态软件可以方便的进行设定操作。
扩展五路外部无源开关量输入。
扩展两路继电器输出,可设置为保护功能或遥控功能。
通过通讯对装置进行组网管理。
复费率功能可选。
1.装置简介 (1)1.1基本电量参数测量及显示 (1)1.2电度记录 (1)1.3复费率 (1)1.4通讯、监控 (1)1.5开关量输入 (1)1.6控制功能 (1)2.技术指标 (2)3.装置硬件 (3)3.1XJPMF832B外形和安装尺寸 (3)3.2XJPMF832B端子定义说明 (3)4.人机接口说明 (4)4.1面板图 (4)4.2编程和使用操作说明 (4)4.2.1界面结构图 (6)4.2.2查询数据 (6)4.2.3参数设置 (11)4.2.4菜单操作及编程操作示例 (17)5.命名规则 (20)6.通讯说明:MODBUS-RTU通讯协议 (20)6.1通讯协议概述 (20)6.2传输方式 (20)6.3帧格式 (20)6.4通讯报文举例 (21)6.4.1读寄存器(功能码03H) (21)6.4.2写多个点连续寄存器(10H) (22)6.4.3写单个线圈(功能码05H) (23)6.503功能码和10功能码: (24)7.投运说明及注意事项 (29)8.贮存及保修 (30)9.供应成套性 (30)10.订货须知 (30)11.XJPMF832B典型接线示意图 (30)12.常见问题及解决方法 (33)II1.装置简介1.1基本电量参数测量及显示XJPMF832B采用LCD显示,利用高精度的采样芯片能精确测量三相三线及三相四线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、及功率因数。
三相电能表拆解
三相电能表拆解随着科技的发展，电力系统不断完善，三相电能表作为一种重要的电力计量设备，广泛应用于各种用电场合。
本文将详细介绍如何拆解三相电能表，并对拆解过程中的各个环节进行详细解析。
一、三相电能表概述三相电能表是用于测量三相交流电路中的电能的仪表，具有较高的准确度和稳定性。
它主要由计量芯片、电压电流互感器、显示模块、通信模块等部分组成。
二、拆解三相电能表的工具和注意事项在拆解三相电能表之前，需要准备以下工具：螺丝刀、镊子、焊锡丝、绝缘胶布等。
注意事项：1.确保断电状态下操作，防止触电；2.拆解过程中要轻拿轻放，避免损坏组件；3.拆下的零件要分类存放，以免丢失；4.焊接时要使用恒温焊台，避免烫伤元器件。
三、三相电能表的拆解步骤1.断开电源，确认无电压后，使用螺丝刀卸下电能表的外壳；2.用镊子拔掉电压电流互感器的连接线；3.拆下计量芯片和显示模块的连接线；4.取出计量芯片和显示模块；5.拆下通信模块和电源模块；6.拆下内部电路板，观察各组件连接情况；7.将电路板上的元器件逐一拆下，分类存放。
四、拆解过程中的详细解析1.观察计量芯片的工作原理和结构；2.了解电压电流互感器的构造和作用；3.分析显示模块的显示原理和驱动方式；4.研究通信模块的通信方式和协议；5.探讨电源模块的供电方式和稳定性。
五、拆解后的组件分析和处理1.对拆下的元器件进行外观检查，观察是否有损坏；2.对可重复使用的元器件进行清洗和烘干；3.对损坏的元器件进行更换或维修；4.对电路板进行焊接和检测，确保电路通畅；5.对组装好的电能表进行功能测试。
六、组装和测试三相电能表1.将拆解后的组件按照原样组装成电能表；2.接通电源，观察电能表的正常运行；3.对电能表进行准确度测试和稳定性测试；4.如发现问题，及时进行调整和处理。
七、总结与建议通过对三相电能表的拆解，我们可以更深入地了解电能表的内部结构和原理。
在实际操作过程中，要注意安全、细心、有序地进行拆解和组装。
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基于FPGA的网络三相电能表设计
摘要：文章介绍了基于FPGA的网络三相电能表的系统总体设计方法。
通过FPGA设计SOPC系统与AD73360信号采集板连接，由FPGA控制AD73360进行数据采集，然后再对采集的数据进行处理。
重点分析了采用FPGA和SOPC技术的网络三相电能表的软硬件设计方法。
该网络三相电能表具备电力参数监测、电能质量分析（谐波分析）、网络远程报文发送等功能。
关键词：FPGA；三相电能表；Sopc NiosII
采用FPGA和SOPC技术设计的网络三相电能表，可以为电力测控系统的多路信号采集和处理提供足够的速度，且信号处理算法完全由FPGA硬件实现。
按照电力系统IEC 61850标准通信规约设计和传输以三相电能数据的以太网报文。
基于FPGA的网络三相电能表采用Altera公司的Cyclone II EP2C70F896和ADI公司的AD73360芯片作为该系统的主要核心部分。
在该设计中，模拟前端使用AD73360信号采集板对电压和电流进行采样，数据送给后端FPGA进行处理，然后通过DM9000A以太网模块发送。
NiosII软核CPU对电表进行总体控制。
由于FPGA采用纯硬件的工作方式，信号处理速度快，实时性强。
AD73360是一款面向工业电能计量或多通道模拟输入等通用应用的6通道模拟输入前端（AFE）处理器。
配有6个16位A/D转换通道，在声带信号带宽下，各通道均可实现77 dB的信噪比。
同时集成一个可编程输入增益放大器（PGA），增益设置分为8级：从0 ~38 dB。
AD73360特别适用于工业电能计量，因为各通道同时进行采样，可将转换间的时间（相位）延迟降至极低水平。
AD73360全部通道均支持低群延迟转换。
片内集成基准电压，支持单电源工作。
这个基准电压也可以通过编程以支持3 V或5 V操作模式。
同时，用户也可以通过编程将采样率设置为64 K、32 K、16 K和8 kHz四种采样率（主时钟频率为16.384 MHz）。
通过串行端口（SPORT），与FPGA或DSP交换数据。
1 系统总体方案
网络三相电能表以Altera DE2-70为平台由互感器和信号调理电路、AD73360信号采集模块、SOPC控制与处理核心模块、DM9000A网络模块、人机交互界面等部分组成，如图1所示。
互感器将被测多路高压、大电流信号转换成低电压信号，经过信号调理电路和低通滤波路转换为合适的电压信号送AD73360进行A/D转换，存储到SOPC系统的数据存储模块，再送到信号处理模块进行FFT傅里叶变换，再通过相关运算得到谐波电压和谐波电流数据、最后通过以太网模块将这些数据按照IEC 61850 电网通信标准进行打包发送处理。
2 设计方案
2.1 AD73360数据采集控制模块设计
数据采集模块由互感器、信号调理电路和AD73360芯片组成。
本系统三相电压信号采用单端输入方式，三相电流信号采用差分输入方式。
AD73360芯片采用3.3 V工作电压，输入电流设置在10 mA，输入电压设置在700 mV左右。
AD73360利用FPGA内部锁相环PLL得到AD73360的串行时钟。
它的六路输入通道可被分为三对，以分别对应电力系统中的三相。
该芯片可以8 kHz、16 kHz、32 kHz、64 kHz的采样速率同时进行六通道的信号采样。
AD73360可满足装置对高速采样的要求。
16位数据在AD73360中通过SDI端口送至串行寄存器，转换后数据在SCLK控制下以串行方式由SDI端口送到FPGA内部的AD73360采集控制模块进行串并转换，得到16位并行数据。
SDIFS和SDOFS分别作为信号写入与转后数据输出的配置信号直接相连。
2.2 信号处理模块设计
电能质量监测主要是对电能质量各参数进行实时监测和记录，其功能流程为：把电网中的电压、电流经过PT、CT变成-5～+5 V的电压信号、1～2 mA的电流信号，预处理后进行采样，对采样值进行数据处理，处理结果可以存储在数据存储单元，也可以通过通信模块与计算机终端进行通信，根据需要控制且查看处理结果。
该系统处理谐波数据时，采用时域抽取基DIT方式的FFT算法。
传统基2算法的蝶形图中输入采用的是按码位颠倒顺序排放的，输出是自然顺序。
同一位置不同级的蝶形输入数据的位置不固定，难以实现循环控制，用FPGA编程时难以并行实现，通过对传统的基2蝶形图分析，调整其旋转因子的位置，使得各级蝶形图一致，可以实现循环控制。
2.3 以太网控制模块设计
参考文献：
[1] 孙浩,袁惠梅,杨钧友,等.基于AD73360的多功能网络电能表设计[J].电子技术应用,2009,(3).。