智芯微版本的智能配变融合终端交流采集APP

1.  交采APP基本原理

通过SPI总线周期性的召测交流采集底板的“实时数据”，对“实时数据”变换、加工、统计分析得到“分析数据”和“统计数据”后，通过MQTT总线把这些数据同步到“数据中心”供其他APP使用，其他APP可从“数据中心”获取数据使用。默认的运行参数、过载过压定值等(104APP管理))从配置文件获得、启动后再从“数据中心”获取，如果“数据中心”里没有，就用默认的，“数据中心“里的配置项更新后，APP能及时感知到。

2.  功能介绍

对其他APP呈现的功能有：

1、注册设备模型“ADC”到“数据中心”，每秒发送“实时数据”、“分析数据”到数据中心。

设备模型为ADC,设备实例标识为{

"model":"ADC",

"port":"1",

"addr":"1",

"desc":"jiao liu cai ji"

}

2、可校正误差。校正流程见后面章节。

3、可升级交采板的程序。升级方法见后面章节。

“实时数据”是指实时的电压、电流等，包含条目及格式见配置文件jc_apcfg.json的“JC_MODEL”条目体的前部分。具体数据项目有：

频率、

3相电压、零序电压、

3相电流、中线电流、零序电流、

3相有功功率、总有功率、3相无功功率、总无功功率、

3相功率因数、总功率因数、

3相电压相角、3相电流相角、

3相电压畸变率、3相电流畸变率、

电压不平衡度、电流不平衡度、

负载率、

2到19次电压谐波、2到19次电流谐波、

4路开入量状态。

“分析数据”是指电压越限、过载事件等，包含条目及格式见配置文件的“JC_MODEL”条目体的后部分。具体数据项目有：

3相电压日合格率、

3相电压日越上限时间、3相电压日越下限时间、

3相电压月合格率、3相电压月越上限时间、3相电压月越下限时间、

3相平均电压、

总失压事件、

总断相事件、

电压不平衡越限事件、电流不平衡越限事件、

上电事件、停电事件、

过载事件、重载事件、

3相过压事件、3相欠压事件

“统计数据”是指电压合格率、日极值文件等，每天生成一个文件，存储路径及文件格式见江苏省《配变终端招标规范》。具体有如下文件：

序号	功能	路径	文件名
1	电压日合格率	HISTORY/VOLT_DAY	voltYYYYMMDD.msg
2	电压日越限		volttYYYYMMDD.msg
3	电压月合格率	HISTORY/VOLT_MON	voltYYYYMM.msg
4	电压月越限		volttYYYYMM.msg
5	日重载	HISTORY/OL	hlYYYYMMDD.msg
6	日过载	HISTORY/OL	olYYYYMMDD.msg
7	日冻结	HISTORY/FRZ	frzYYYYMMDD.msg
8	定点	HISTORY/FIXPT	fixptYYYYMMDD.msg
9	极值	HISTORY/EXV	exvYYYYMMDD.msg

“电能量数据”有：

3相组合有功电能量；

3相组合无功电能量；

3相组合视在电能量等

3.  配置文件说明

配置文件jc_appcfg.json,位于交采APP执行文件目录下。

序号	配置项	说明
1	MQTT_BROKER	MQTT代理ip地址
2	IMP_SAVE_PERIOD	电能量文件的存储时间间隔，单位分钟
3	SPIDEV_JC	和交采底板通信的SPI设备信息，有路径、波特率、模式、字位数
4	PATH_COEFF_7022	校表系数存储路径
5	PATH_DIANLIANG1	电能量文件存储路径
6	PATH_DIANLIANG2	电能量文件存储路径
7	DI_SCAN_TIME	开入量防抖动时间
8	RONG_LIANG	变压器容量默认值
9	PT_1CI	PT1次默认值
10	PT_2CI	PT2次默认值
11	CT_1CI	CT1次默认值
12	CT_2CI	CT2次默认值
13	JC_MODEL	数据中心的ADC数据模型
14	JC_MODEL/ topicPub	模型发布主题
15	JC_MODEL/topicSub	订阅模型发布结果
16	JC_REGISTER	数据中心的设备注册
17	JC_REGISTER/topicPub	设备注册主题
18	JC_REGISTER/topicSub	订阅设备注册结果
19	JC_ADCGUID	数据中的设备GUID
20	JC_ADCGUID/ topicPub	获取GUID
21	JC_ADCGUID/ topicSub	订阅GUID结果
22	JC_NOTIFY	数据中心的数据更新主题
23	JC_SOE	数据中心的开入量变位上报主题

4.  安装

用智芯公司开发的APP打包工具appSignTool来安装，使用方法参考《APP打包工具使用说明.doc》，具体过程如下：

第1步，创建APP安装包，既*.tar包

把appSignTool下载到目标板某目录里，保证有合适的权限，把APP执行文件SCBASEADC8.1.10、配置文件jc_appcfg.json、库文件放在目标板某一目录/home/sgitg/jc。执行打包命令：./appSignTool -f /home/sgitg/jc -b SCBASEADC8.1.10 -v v8.1.10 -o SCBASEADC，生成了SCBASEADC.tar

第2步，安装*.tar包

执行如下命令：container install appjc SCBASEADC.tar -disk 100m -dev /dev/spidev2.0:/dev/spidev2.0 -v /data/app:/data/app。此命令映射了SPI设备、APP的工作目录。

可通过容器工具集查看安装是否成功、以及APP运行状态。

交采APP执行文件名称类似SCBASEADCx.x.x，配置文件名称为jc_appcfg.json。

5.  交采APP工作目录

交采APP使用了几个目录：

配置文件目录：/data/app/SCBASEADC/configFile/,如果没有此目录，交采APP会主动创建，如果此目录下没有配置文件，就拷贝tar包里的jc_appcfg.json到此，如果有，就使用其。

日志文件目录：/data/app/SCBASEADC/logFile/,暂时没用

常用文件目录：/data/app/SCBASEADC/commFile/,含有电能量文件、校表文件等。

6.  使用注意事项

mqtt总线、datacenter 已经正常运行；保正只有一个交采APP在运行；依赖库应正确安装；配置文件jc_appcfg.json放在执行文件目录下。

过载定值、失压定值在数据中心里定义。由104APP来初始化和更新。

7.  查看APP日志

APP的日志是用printf打印出的，如果APP是用container工具集安装的，那么日志查看及提取方法可用container工具来实现。

8.  调试

./SCBASEADC -pr 可打印实时数据；

./SCBASEADC -ph 可打印谐波数据；

可通过MQTT工具订阅交采APP发送到MQTT总线上的数据，broker地址是终端的IP地址、端口是1883。主题是appjc/notify/event/database/ADC/#

9.  配置SPI设备路径

修过配置文件jc_appcfg.json里的条目SPIDEV_JC/ PATH即可。

10. 如何升级交采板程序

在终端里、容器外，执行如下./SCBASEADC -pF jc7_2.hex，见到提示信息“jc update1 success”表示升级成功，大致用时6秒左右。其中hex文件是交采板的程序，升级后不影响校表参数。

注意先停止容器里的交采APP，以便保证SPI设备不被占用。

11. 如何电能量清零

1、      电能量文件的存储路径

电能量文件的存储路径在配置文件jc_appcfg.json里指定，有两个文件，名称是jc_engAcc1.json和jc_engAcc2.json,如下所示；

默认在/data/app/SCBASEADC/commFile路径下，或者在配置文件里指定的路径下。

2、      清除电能量文件

假设电能量文件存储在默认路径下，使用如下步骤：

第1步，停止终端的输入电流

第2步，停止交采APP，比如用命令

container stop c_base

第3步，进入A电能量文件所在目录，比如用命令

cd /data/app/SCBASEADC/commFile;ls

删除名称为是jc_engAcc1.json和jc_engAcc2.json的文件即可。

注意实际情况中，容器名和APP名称可能和上述不同。

第4步，重新启动交采APP，再用104主站召测电能量

12. 如何校准

本APP有校准“交流采集板”精度的功能，通过APP的启动参数来实现，过程如下。

7.1 准备

准备工作有：

连接标准源到终端，,设置标准源的3相电压输出为220V；

登录Xshell，用SSH方式连接到终端的FE0口（用户名、密码、端口号和终端系统版本相关），提升操作终端的Linux权限为root用户权限（sudo -s）；

拷贝校表执行文件SCBASEADC和配置文件jc_appcfg.json到终端的/home/sysadm下，修改SCBASEADC的执行权限；

停止交流采集APP（container stop c_base）；或者使用命令docker stop $(docker ps -qa)来停止所有的容器，以保证只有一个交采APP进程在运行。

清除交采APP的工作目录（rm -rf /data/app/SCBASEADC）。

按顺序开始如下校正步骤，不可颠倒。

校表执行文件为 ，配置文件为 ，可从此拷贝出。

7.2 校正点1

1、把标准源输出设置为电压220V，电流5A，功率因数1.0

2、等源稳定后，输入：./SCBASEADC -pm1 -V220 -I5 -F1.0

大致等待15秒后,APP会自动退出，如果打印信息里有“jc caliberate ok”，即表示此步骤成功；否则不成功,应检查终端硬件。

3、再用命令行输入：./SCBASEADC  -pr

收到电压、电流值后用ctrl+c退出，

VA表示A相电压值，IA表示A相电流值，FA表示A相的功率因数值，PA表示A相的有功功率值，QA表示A相的无功功率值，

此步骤应使3相电压值和电流值的误差小于2/1000.否则应检查接线或者终端硬件。

电压误差计算公式为(VA-220)/220.0

电流误差计算公式为(IA-5)/5.0

7.3 校正点2

1、把标准源设置为电压220V，电流5A， 功率因数为0.5L

2、等源稳定后，输入命令行：./SCBASEADC -pm2 -V220 -I5 -F0.5

交采APP的打印信息类似上述。

3、再用命令行输入：./SCBASEADC  -pr

交采APP的打印信息和上述类似，收到电压、电流值后用ctrl+c退出，计算功率因数误差值，公式为(FA-0.5)/0.5，此步骤应使3相功率因数误差值小于3/1000.

7.4 校正点3

1、把标准源设置为220V 0.25A 0.5L (电流档换到1A)

2、等源稳定后，输入命令行：./SCBASEADC -pm4 -V220 -I0.25 F0.5

APP的打印信息类似上述。注意是-pm4,开发历史导致的。

3、再用命令行输入：./SCBASEADC  -pr

交采APP的打印信息和上述类似，收到电压、电流值后用ctrl+c退出，计算功率因数误差值，公式为(FA-0.5)/0.5，此步骤应使3相功率因数误差值小于3/1000.

7.5 导出校表文件

校表文件存储在执行文件路径下，可导出用来备份溯源，名称为jc_7022.json；校表文件在底板的EEPROM里也有一份，掉电不会丢失。当主控板的交采APP执行文件目录下有jc_7022.json时，就启用他，没有的话，就用底板EEPROM里的。

13. 辅助工具

Linux调试终端软件Xshell，

104通信协议调试主站软件KW2000，

MQTT总线监测工具MQTTFX,MQTTBOX

14. 常见问题

序号	问题/现象	可能原因	解决办法
1	数据异常	多个实例在转着，容器异常，电压电流输入接线不牢靠，底板的互感器相关电路异常	保证只有一个交采APP在运行，或者容器反复启动
2	打不开SPI设备，APP没启动	配置文件的SPI路径不对，用户权限不够，无执行属性,启动容器时没有映射SPI设备	sudo -s
3	功率负值	电流线接反，太阳能发电	正常现象
4	104数据不更新	MQTT进程异常	查看进程状态
5	电压电流值异常	没校表	重新校表
6	安装不上APP	系统版本不匹配，工具集不匹配，相关库文件不匹配，用户权限	升级到最新版本
7	校表不成功	电流线接反，相序不对	调整功率源接线
8	升级交采板程序不成功	连接线不良、交采板无程序、SPI设备没打开	放置配置文件

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