专利名称：电能表安装及校验模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种培训用模拟装置，尤其涉及一种电力系统用的电能表安装 及校验培训和考核的模拟系统。
背景技术：
目前，电能表在现场的实际接线时，可能会出现各种各样的接线错误；而接 线错误会直接影响国家对电能的计量，如何更好的避免和及时熟练的纠正接线错误，这 对于供电系统的接表、检表人员来说，无论是在岗人员、岗前培训人员还是在校学习人 员，都是必须解决的现实问题。通常，解决的办法有两个，一是在施工或运行现场实地 解决，二是利用极为简单的电工模拟装置，进行岗前模拟培训，避免在实际操作时出现 错误接线而予以解决。就第一种方法而言，由于是施工或运行现场，只能就其现场情况 而进行错误接线的练习，现场情况的局限性，决定了不可能进行所有错误接线的练习。 就第二种方法而言，其电能表模拟台就是通常所说的电工操作台，在使用电工操作台去 模拟电能表接线的练习，既经济又方便。同时，模拟台还可以与计算机管理终端实现互 相通信，便于学员成绩的记录和模拟台参数的设置。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟电能表接线练习和技术考核的 电能表安装及校验模拟装置。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是电能表安装及校验模拟装 置，包括电能表模拟台，所述电能表模拟台上包括至少一套模拟器；测控柜，所述测 控柜与所述电能表模拟台之间设有测控数据通信单元，所述测控柜上设有对所述模拟器 进行数据设定的测控数据设定装置，所述测控柜上还设有对接收的模拟接线数据进行数 据处理的测控数据处理装置；管理终端，所述管理终端与所述测控柜之间设有管理数据 通信单元，所述管理终端上设有通过所述测控柜对所述模拟器进行数据设定的管理数据 设定装置。作为一种具体实施方式
，所述模拟器包括电能表模拟器和现场校验仪模拟器， 所述的各个模拟器独立地实现各自的模拟功能。作为一种具体实施方式
，所述测控数据通信单元为RS-485通信单元，所述管理 数据通信单元为蓝牙无线通信单元。作为一种具体实施方式
，所述电能表模拟器包括设置有显示模块和按键模块 的单片机单元；与所述单片机单元电连接的RS-485通信单元、红外通信单元电力线接入 及检测单元、时钟单元、脉冲输出单元和电源单元；所述电能表模拟器通过所述RS-485 通信单元与所述测控柜进行数据传输。作为一种具体实施方式
，所述现场校验仪模拟器包括设有显示模块和按键模 块的单片机单元；与所述单片机单元电连接的RS-485通信单元、脉冲计数单元、电力线检测单元和电源单元；所述现场校验仪模拟器通过所述RS-485通信单元与所述测控柜进行数据传输。作为一种具体实施方式
，所述测控柜包括嵌入式系统以及与所述嵌入式系统电 连接的存储器单元、RS-485通信单元、蓝牙无线通信单元和电源单元；所述嵌入式系统 包括ARM9嵌入式处理器，所述嵌入式系统内设置有LCD界面显示模块、LED状态显示 模块和键盘输入模块，所述测控柜与所述电能表模拟台上的各个模拟器通过RS-485通信 单元进行数据交换，所述测控柜与所述管理终端通过蓝牙无线通信单元进行数据交换， 所述电源单元还包括UPS电源。作为一种具体实施方式
，所述管理终端包括微型计算机和蓝牙无线通信单元。本实用新型的有益效果是本模拟系统可以实现高精度、智能化地电能表安装 接线模拟、电能表显示模拟以及现场电能表校验模拟等功能，能够模拟市场上供应的所 有主流规格型号的电能表。本模拟系统的管理终端可以方便地实现培训人员信息、成绩 等数据的管理。本模拟系统的测控柜能够自动考核培训员工对电能表和校验仪能设备的 安装接线能力、电能表等级识别能力，并给出相应的成绩，在管理终端不工作时，还可 以替代管理终端的参数给定和现实功能等。作为管理终端的微型计算机，可以将培训员 工的信息通过局域网传输到职工培训信息数据库中。本模拟系统的无线通信和串行通信 单元，实现了管理终端、测控柜以及电能表模拟台互相之间的双向数据传输，可以很方 便地实现电能表模拟台各个参数的设置和学员成绩的管理。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型实施例的系统组成框图；图2是本实用新型实施例的测控柜组成原理框图；图3是本实用新型实施例的电能表模拟器组成原理框图；图4是本实用新型实施例的检验仪模拟器组成原理框图。
具体实施方式
如
图1所示，电能表安装及校验模拟装置，包括电能表模拟台，在电能表模 拟台上设置有至少一套模拟器；测控柜，测控柜与电能表模拟台之间设有测控数据通信 单元，在测控柜上还设有对所述模拟器进行数据设定的测控数据设定装置和对接收的模 拟接线数据进行数据处理的测控数据处理装置；管理终端，管理终端与测控柜之间设有 管理数据通信单元，在管理终端上设有通过所述测控柜对所述模拟器进行数据设定的管 理数据设定装置；所述管理终端还设有接收测控柜发来的培训对象信息和考试成绩的职 工培训信息数据库。所述模拟器包括电能表模拟器和现场校验仪模拟器。所述测控数据 通信单元为RS-485通信单元，所述管理数据通信单元为蓝牙无线通信单元。如图3所示，电能表模拟器包括设置有显示模块和按键模块的单片机单元； 与所述单片机单元电连接的RS-485通信单元、红外通信单元、电力线接入及检测单元、 时钟单元、脉冲输出单元和电源单元；所述电能表模拟器通过所述RS-485通信单元与所 述测控柜进行数据传输。电能表模拟器能够模拟市场上供应的主流规格型号的电能表，根据相应的规格型号进行数据显示、操作模拟(比如显示内容选择)，显示数据包括测控 柜提供的基本数据和在基本数据基础上模拟计量后得到的数据。该电能表模拟器还具有 下列功能①显示功能，显示与具体选定模拟的电能表的型号规格相一致的内容和选定 的电能表铭牌内容(如规格型号、生产厂家等信息)。②通信功能，该电能表模拟器具有 一个红外通信接口和一个RS485通信接口，红外通信与RS-485通信接口在物理层相互独 立，一种通信信道的损坏不得影响另一信道，其中，RS-585与测控柜连接。③时钟、计 时和对时功能，测控柜通过RS-485通信接口可对电能表模拟器进行校时。④事件记录功 能，为便于查询使用记录，对如下事件进行记录最近3次使用时间及 使用对应的电能 数据；最近3次校时事件，校时前后时间；最近3次培训对象接线记录及对应的时间。 ⑤冻结功能，分为瞬时冻结和约定冻结两种。瞬时冻结是指在突发断电时，能够冻结当 前的电量数据、时间以及铭牌信息；约定冻结是指在管理终端有特殊要求时，冻结转换 时刻的电量及其他重要数据。⑥数据修改功能，电能表模拟器存储的电量数据可被测控 柜清零、读取和修改。⑦脉冲输出功能，电能表模拟器应具备与电能成正比的LED脉冲 和电量脉冲输出功能，以供给现场校验仪模拟校验。⑧断相、缺相监测功能，在收到测 控柜发出的开始测试命令之后，电能表模拟器能测试到任意相电路的断相、缺相状态， 并将状态信息发送到测控柜。⑨数据安全性要求，当测控柜读取电能表模拟器数据时， 电能表存储的数据不应受到影响和改变。工作时，电能表模拟器接收测控柜提供的电能 表铭牌信息和电能数据，将铭牌信息进行显示，对电量数据进行计算，计算结果按铭牌 对应的方式进行显示。对电力线接线状态进行检测，将检测结果发送给测控柜。按照铭 牌信息将电量计算结果数据以脉冲方式输出，输出脉冲时具有LED显示和光电隔离。如图4所示，现场校验仪模拟器包括设有显示模块和按键模块的单片机单 元;与所述单片机单元电连接的RS-485通信单元、脉冲计数单元、电力线检测单元和电 源单元；所述现场校验仪模拟器通过所述RS-485通信单元与所述测控柜进行数据传输。 该模拟器作为一个单独的单片机系统，固定在模拟器台架上，用以模拟实现电能表的现 场校验功能，使培训对象掌握校验仪的接线、读数等基本技能。其主要功能包括①脉 冲计数功能，可自动对电能表模拟器输出的脉冲进行计数，并根据计数结果得到相应的 电能信息。②通信功能，与测控柜通过RS-485通信接口进行通信，从测控柜获取电能设 定值、铭牌信息等数据，并可将接线判定结果、按键读取结果等数据传输给测控柜。⑨ 电路接线判断功能，对接入校验仪模拟器时计量电路进行接线状态判断。④误差计算、 数据显示功能，计算脉冲计数的电能值与电能设定值的误差，并显示误差。⑤按键输入 功能，具有按键操作功能，实现电能表等级等信息的输入。工作时，校验仪模拟器对电 能表模拟器输出的脉冲进行计数，获取电能测量值，电能设定值数据由测控柜提供。校 验仪模拟器对电能测量值和电能设定值进行误差计算，将此误差结果进行显示。同时， 校验仪模拟器可以对电力线接线状态进行检测，并将检测结果发送到测控柜。校验仪模 拟器可以通过按键选择电能表等级，将选择结果发送给测控柜。如图2所示，测控柜包括嵌入式系统以及与所述嵌入式系统电连接的存储器单 元、RS-485通信单元、蓝牙无线通信单元和电源单元；所述嵌入式系统包括ARM9嵌 入式处理器，所述ARM9嵌入式处理器作为测控数据处理装置处理测控柜接收的有关数 据，所述嵌入式系统内设置有LCD界面显示模块、LED状态显示模块和键盘输入模块，该键盘输入模块就是前面所述的测控数据设定装置，所述存储器采用SD卡或者FLASH 存储器，所述测控柜与所述电能表模拟台上的各个模拟器通过RS-485通信单元进行数 据交换，收取模拟台上的模拟器的接线状态数据，将数据通过蓝牙无线通信单元发送到 管理终端，对模拟器的数据采集后可以存储在SD卡或者FLASH存储器等存储介质中。 测控柜的电源单元还包括UPS电源，在断电后可以持续工作4小时。另外，测控柜还 具有下述功能①能自动考核培训员工对电能表、校验仪等设备 的安装接线能力、电能 表等级识别能力，并给出相应的成绩。②校时功能，测控柜日历计时单元可被管理终端 校时，同时可将校时后的结果发送给模拟台上的每个电表模拟器。③操作与状态显示功 能，测控柜可以脱离管理终端，与模拟台一起实现培训和技术比武工作，测控柜上具有 键盘操作和显示功能，在管理终端不工作时替代管理终端的参数给定和显示功能。所述管理终端包括微型计算机和蓝牙无线通信单元。该管理终端的主要实现下 述功能④无线通信功能，与测控柜通过蓝牙无线通信单元进行通信，实现电能表参数 发送、并对培训员工的电能表、校验台的接线结果数据进行收取。②远程参数设置功 能，可对电能表模拟台上的电能表模拟器进行参数设置，这些参数包括电能表型号、 电压、电流、功率因数、误差等参数。将设置参数发送到测控柜，测控柜将设置结果传 输到相应的电能表模拟器或校验仪模拟器。⑨成绩管理功能，接收测控柜发来的培训对 象信息、考试成绩等数据，进行数据库管理。④操作与显示功能，可通过菜单、按键、 报表等方式进行模拟器参数设定、培训人员信息操作和管理，操作界面友好。⑤数据库 管理和职工培训MIS系统数据交互功能，可将每批次培训员工的信息通过局域网传输到 MIS系统，也可从MIS系统获取或查询相应的培训员工信息，实现培训员工信息数据共 享。在该模拟系统的电能表模拟台上可以设置有一套电能表模拟器和检验仪模拟器 也可以设置多套，视实际情况而定。该模拟系统作为一个整体，工作时，管理终端将模拟的电能表编号、电压、电 流、功率因数、误差等数据以蓝牙无线通信方式发送到测控柜；测控柜将相应的数据通 过RS-485串行通信方式发送到对应的电能表模拟器或现场校验仪模拟器。培训员工根据 各个设定参数在模拟台上进行相应的模拟接线操作后，各个模拟器的模拟接线状态数据 通过RS-485通信单元传输到测控柜，测控柜自动考核培训员工对电能表和校验仪等设备 的安装接线能力、电能表等级识别能力，并给出相应的成绩，同时，测控柜将从模拟器 采集的数据存储在SD卡等存储介质中。测控柜将培训人员的信息和成绩等数据通过蓝牙 无线同时方式传递给管理终端，由管理终端对其进行数据库管理。一切从本实用新型的构思出发，不经过创造性劳动所作出的结构变换均落在本 实用新型的保护范围之内。
权利要求1.电能表安装及校验模拟装置，其特征在于，包括电能表模拟台，所述电能表模拟台上包括至少一套模拟器；测控柜，所述测控柜与所述电能表模拟台之间设有测控数据通信单元，所述测控柜 上设有对所述模拟器进行数据设定的测控数据设定装置，所述测控柜上还设有对接收的 模拟接线数据进行数据处理的测控数据处理装置；管理终端，所述管理终端与所述测控柜之间设有管理数据通信单元，所述管理终端 上设有通过所述测控柜对所述模拟器进行数据设定的管理数据设定装置。
2.如权利要求1所述的电能表安装及校验模拟装置，其特征在于，所述模拟器包括电 能表模拟器和现场校验仪模拟器。
3.如权利要求2所述的电能表安装及校验模拟装置，其特征在于，所述测控数据通信 单元为RS-485通信单元，所述管理数据通信单元为蓝牙无线通信单元。
4.如权利要求3所述的电能表安装及校验模拟装置，其特征在于，所述电能表模拟 器包括设置有显示模块和按键模块的单片机单元；与所述单片机单元电连接的RS-485 通信单元、红外通信单元、电力线接入及检测单元、时钟单元、脉冲输出单元和电源单 元；所述电能表模拟器通过所述RS-485通信单元与所述测控柜进行数据传输。
5.如权利要求3所述的电能表安装及校验模拟装置，其特征在于，所述现场校验仪模 拟器包括设有显示模块和按键模块的单片机单元；与所述单片机单元电连接的RS-485 通信单元、脉冲计数单元、电力线检测单元和电源单元；所述现场校验仪模拟器通过所 述RS-485通信单元与所述测控柜进行数据传输。
6.如权利要求3所述的电能表安装及校验模拟装置，其特征在于所述测控柜包括嵌入式系统以及与所述嵌入式系统电连接的存储器单元、RS-485通 信单元、蓝牙无线通信单元和电源单元；所述嵌入式系统包括ARM9嵌入式处理器，所述嵌入式系统内设置有LCD界面显示 模块、LED状态显示模块和键盘输入模块，所述测控柜与所述电能表模拟台上的各个模 拟器通过RS-485通信单元进行数据交换，所述测控柜与所述管理终端通过蓝牙无线通信 单元进行数据交换，所述电源单元还包括UPS电源。
7.如权利要求3所述的电能表安装及校验模拟装置，其特征在于所述管理终端包 括微型计算机和蓝牙无线通信单元。
专利摘要本实用新型公开了一种电能表安装及校验模拟装置，包括电能表模拟台，该电能表模拟台上包括至少一套模拟器；测控柜，所述测控柜与所述电能表模拟台之间设有测控数据通信单元；管理终端，所述管理终端与所述测控柜之间设有管理数据通信单元。本模拟系统可以实现高精度、智能化地电能表安装模拟、电能表显示模拟以及现场电能表校验模拟等功能。并且，本模拟系统的管理终端可以接入到供电公司教育培训中心的职工培训信息数据库，方便地实现培训人员信息、成绩等数据的交换。
文档编号G09B23/18GK201796529SQ20092029097
公开日2011年4月13日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者夏德任, 姜培刚, 房乃国, 杜辉明, 王翠霞, 胡丽, 蔡光程 申请人:山东电力集团公司潍坊供电公司