電力諧波治理裝置數據采集處理系統設計
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if(zt8360a_opendevice(m_cardno) > 0) then
//初始化數據采集卡，返回0表示打開設備成功，m_cardno為1
begin
showmessage(`打開設備失敗`);
exit;
end
else
begin
i:=zt8360a_getcardstatus(1); //采集卡狀態
if i>0 then
begin
i:=zt8360a_getlasterr(); //得到當前錯誤號，為0表示無錯誤
showmessage(`錯誤號為：`+inttostr(i));
end;
getmem(data,sizeof(tsomearray)*8092); //讀數據
zt8360a_disablead(m_cardno); //禁止ad
i:=zt8360a_getcardstatus(1);
if i>0 then
showmessage(`禁止ad失敗，錯誤號為：`+inttostr(i));
zt8360a_clearhfifo(m_cardno); //清硬件緩沖區
i:=zt8360a_getcardstatus(1);
if i>0 then
i:=zt8360a_getlasterr();
showmessage(`清硬件緩沖區失敗，錯誤號為：`+inttostr(i));
//showmessage(`hfifo`);
zt8360a_clearsfifo(m_cardno); //清驅動緩沖區
i:=zt8360a_getcardstatus(1);
if i>0 then
i:=zt8360a_getlasterr();
showmessage(`清驅動緩沖區失敗，錯誤號為：`+inttostr(i));
zt8360a_aiinit(m_cardno, 0, 1, 0, 0, 1, 625 ,1, 0, 0);
//設置ad方式控制寄存器
i:=zt8360a_getcardstatus(1);
if i>0 then
// i:=zt8360a_getlasterr();
i:=zt8360a_getlasterr();
showmessage(`intit`+inttostr(i));
zt8360a_openirq( m_cardno, 0, 0, 0, 0); //打開8360a中斷
i:=zt8360a_getcardstatus(1);
if i>0 then
i:=zt8360a_getlasterr();
showmessage(`打開中斷失敗，錯誤號為：`+inttostr(i));
end;
end;
基于單個人工神經元的自適應電力諧波檢測原理如圖2所示，該方法能夠對奇次、偶次、特定次、總諧波以及相位進行實時準確的動態檢測。假設實際系統中需要檢測的最高次諧波是n次。
(1) 檢測總諧波電流：只取sinωt和cosωt作為參考輸入。人工神經元學習完成之后，系統的輸出z(t)即為總諧波電流。
(2) 檢測奇次諧波電流：取sinωt、cosωt以及sin(2k+1)ωt、cos(2k+1)
(3) ≤2k+1≤n，k為正整數) 等作為參考輸入。人工神經元學習完成之后
i2k+1(t) = w(2k+1)s·sin(2k+1)ωt + w(2k+1)c·cos(2k+1)ωt (1)
就是對應的奇次諧波電流的值。
(4) 檢測偶次諧波電流：取sinωt、cosωt以及sin2kωt、cos2kωt(2≤2k≤n，k為正整數)等作為參考輸入。人工神經元學習完成之后
i2k(t) = w2ks·sin2kωt + w2kc·cos2kωt (2)
就是對應的偶次諧波電流的值。
(5) 檢測特定次諧波和相位：取sinωt、cosωt以及sinkωt、coskωt(k∈[2,n]且為正整數)等作為參考輸入。人工神經元學習完成之后
ik(t) = wks·sinkωt + wkc·coskωt (3)
就是對應的k次諧波的值;wkc/wks就是k次諧波相角的正切值。
圖2 基于單個神經元的電力諧波檢測原理圖
3.5 iplot控件的應用
iplot控件是非常優秀的控件，能夠直觀實時顯示工業現場中的模擬信號。它功能強大，即使在劃分數據時也可以縮放，滾動。x軸，y軸和頻道數均無限制。對于不同通道信號采用顏色區分，并用文字標注，方便觀察比較分析。能以.bmp,.emf,.jpg各種圖形格式保存信號曲線，也可以打印輸出。現以其中一路通道信號的顯示加以說明。
var
currcount:integer;
retcount:integer;
i:integer;
begin
//設置iocomp中iplt控件的參數
iplot.channel[0].titletext:= `u相電壓信號`; //設置通道標題文字
iplt1.xaxis[0].min:=0; //設置u相電壓信號x軸的起始坐標值
iplt1.xaxis[0].span:=2560; //設置x軸的坐標域
iplt1.yaxis[0].min:=-5000; //y軸表示u相電壓信號的幅值
iplt1.yaxis[0].span:=10000;
i:=zt8360a_getlasterr();
if i>0 then
showmessage(`錯誤號為：`+inttostr(i));
currcount := zt8360a_getsfifodatacount(m_cardno);
//得到驅動緩沖區(sfifo)中當前有效數據的個數
if currcount > 0 then
begin
retcount := zt8360a_aisfifo(m_cardno, data, 8192);
//定時啟動ad或外觸發啟動ad時，從驅動緩沖區中讀8192個數到緩沖區
for i:=0 to retcount do
begin
iplt1.channel[0].addxy(x,data^[i]); //圖形顯示
x:=x+1;
end;
end;
end;
3.6 線程的應用和防止數據覆蓋
windows提供的多媒體定時器，它的最小時間精度只能達到1ms。不能滿足實時數據采集的要求。在本項目中，采集的電壓信號頻率為50hz,每個周期為0.02秒。根據項目要求，每個周期需采樣256個點，即每0.02/256=0.000078125秒讀一次。因此需要使用線程。另外，pci8360a的單通道采樣頻率最高可達500khz，即每1/500000=0.000002秒采樣一次。因此，可能出現數據覆蓋，即還沒有處理的數據被新讀入的數據覆蓋。為防止這種情況發生，需要創建緩存區。
4 結束語
在該項目的上位機軟件開發過程中，數據采集是其它工作的前提。在數據采集中掌握pci8360a數據采集卡的的使用是非常重要的，它有效的利用了工機控機高速處理能力。在使用過程中要注意：未接信號的通道一定要接模擬地;為防止引入現場干擾，不應該使信號引腳懸空，可以將不使用的信號引腳與模擬地短路;各選擇跳線均選出廠設置。iocomp圖形控件的使用使得實驗的上位機界面更加美觀。iplot控件顯示各路信號波形。ispectrumdisplay，ipiechart控件用于顯示各次諧波含有率，iangularloggauge控件用于顯示基波功率。為提高讀數據的速率，使用了線程。動態鏈接庫和防覆蓋技術的應用，使得系統更為可靠。多種采集方式同時應用，便于比較多種方法各自的優缺點。
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