一种用电信息采集仿真模拟智能表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用电信息采集仿真模拟智能表，属于电力通信技术领域。
【背景技术】
[0002]电能表是配电网中的重要部件，电能表能否正常工作直接关系到对用户的计量收费，对用户和电网公司的经济利益均尤为重要，所以对计量管理人员的培训也非常重要。目前对于电能表的教学和培训大多集中在工作原理的讲解，均采用理论讲解的方式，但是工作原理的讲解仍仅限于对工作原理的叙述，学员无法形象理解电能表真实的工作原理。
[0003]有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种用电信息采集仿真模拟智能表，本案由此产生。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种用电信息采集仿真模拟智能表，通过各个模块可以实现各类故障模拟，既能满足正常计量的要求又能满足仿真教学的需要。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0006]—种用电信息采集仿真模拟智能表，主控模块，与主控模块相连的采样模块、通信模块、显示模块、按键模块和故障控制模块，以及为智能表各模块供电的电源模块;其中，所述采样模块包括电压传感器、电流传感器和电能计量芯片，三相电压、电流经电压传感器和电流传感器转换为采样信号，输入到电能计量芯片，经电能计量芯片AD转换后变换为数字信息，计算出各相电参量输入到主控模块;主控模块根据输入的电参量通过通信模块、显示模块和故障控制模块执行相应的动作。
[0007]作为优选，所述主控模块采用单片机控制，具体采用型号为LPC1754FBD80的单片机。单片机用于分时计费和处理各种输入输出数据，通过SPI接口将电能计量芯片的数据读出，并根据预先设定的时段完成分时有功电能计量和最大需量计量功能，根据需要控制显示模块显示各项数据，并通过通信模块进行红外及RS485通讯传输、远程费控，完成运行参数的监测，并记录存储各种用电数据等。
[0008]作为优选，所述通信模块包括RS485通信电路和红外通信电路，通过RS485通信电路实现智能表与上位机远程通信，通过红外通信电路实现智能表与红外遥控器、掌上电脑等红外设备通信。
[0009]作为优选，所述显示模块采用IXD显示屏。
[0010]作为优选，所述故障控制模块包括主控制电路，以及与主控制电路相连的通信电路和继电器控制电路，其中，所述主控制电路用于与主控模块通信，通信电路用于与上位机通信，继电器控制电路通过多个继电器的各种组合实现不同故障的模拟控制输出。
[0011]作为优选，所述主控制电路采用单片机控制。
[0012]作为优选，所述通信电路也采用RS485通信电路。
[0013]作为优选，所述继电器控制电路包括多路继电器输出，多个继电器通过串入/并出转换器串接后与主控制电路单片机相连。
[0014]作为优选，所述电源模块包括外部接入电源和内部电源，外部接入电源连接三相电，通过降压整流滤波、稳压后为智能表提供对应的电压，内部电源采用电池供电。
[0015]本实用新型所述的用电信息采集仿真模拟智能表，通过各个模块可以实现各类故障模拟，既能满足正常计量的要求又能满足仿真教学的需要，是电力部门培训一线从事计量和运维人员的理想产品，使电力部门的培训工作更加符合实际、更加贴近现场，让学员的学习更具针对性和灵活性，从而让学员业务水平得到有效的提升。
[0016]以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
【附图说明】
[0017]图1为本实施例的用电信息采集仿真模拟智能表控制框图；
[0018]图2为本实施例的采样模块电路图；
[0019]图3为本实施例的主控模块单片机电路图；
[0020]图4为本实施例的电源模块电路图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，一种用电信息采集仿真模拟智能表，主控模块I，与主控模块I相连的采样模块2、通信模块3、显示模块4、按键模块5和故障控制模块6，以及为智能表各模块供电的电源模块。
[0022]如图2所示，所述采样模块2包括电压传感器、电流传感器和电能计量芯片U4，在本实施例中，所述电能计量芯片型号为ATT7022D。三相电压、电流经电压传感器和电流传感器转换为采样信号，输入到电能计量芯片U4，经电能计量芯片AD转换后变换为数字信息，计算出各相电压、电流、功率、电能、等电参量输入到主控模块I;主控模块I根据输入的电参量通过通信模块3、显示模块4和故障控制模块4执行相应的动作。
[0023]如图3所示，所述主控模块I采用单片机U15控制，具体采用型号为LPC1754FBD80的单片机。单片机U15用于分时计费和处理各种输入输出数据，通过SPI接口将电能计量芯片U4的数据读出，并根据预先设定的时段完成分时有功电能计量和最大需量计量功能，根据需要控制显示模块4显示各项数据，并通过通信模块3进行红外及RS485通讯传输、远程费控，完成运行参数的监测，并记录存储各种用电数据等。
[0024]所述通信模块3包括RS485通信电路和红外通信电路，所述RS485通信电路采用MAX485芯片，在本实施例中，通信模块3包括2路RS485通信电路，当其中一路发生故障时另外一路能及时的承担电网数据传送的任务。为了满足现场复杂的工作环境，避免因线路干扰，通信模块增加光耦进行光电隔离，有助于提高通信的可靠性。通过RS485通信电路实现智能表与上位机远程通信，通过红外通信电路实现智能表与红外遥控器、掌上电脑等红外设备通信。
[0025]所述故障控制模块6包括主控制电路，以及与主控制电路相连的通信电路和继电器控制电路，其中，所述主控制电路采用单片机控制，具体采用型号为LPC1114FBD48的单片机，主控制电路用于与主控模块2通信，通信电路采用RS485通信电路，用于与上位机通信；继电器控制电路包括24路继电器输出，24个继电器通过串入/并出转换器(型号为⑶4094)串接后与主控制电路单片机U15相连，通过24个继电器不同组合实现不同故障的模拟控制输出;输出控制模块6同时通过接收主控模块I的控制命令，实现下行级联控制。
[0026]如图4所示，所述电源模块按照来源不同分为:外部接入电源和内部电源(内部备用电池)，外部接入电源连接三相电，通过降压整流滤波、稳压后为智能表提供对应的电压，采用三相独立供电即只要有一相电压正常的情况下电表就能正常工作。内部电源采用电池供电，方便在智能表外部电源切断的情况下查看智能表内部存储数据。
[0027]本实施例所述的显示模块4采用LCD显示屏，具体可以采用型号为JY09B49W的显示屏。按键模块5可以实现各项命令的输入。
[0028]本实施例所述的用电信息采集仿真模拟智能表，通过各个模块可以实现各类故障模拟，既能满足正常计量的要求又能满足仿真教学的需要，是电力部门培训一线从事计量和运维人员的理想产品，使电力部门的培训工作更加符合实际、更加贴近现场，让学员的学习更具针对性和灵活性，从而让学员业务水平得到有效的提升。
[0029]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【主权项】
1.一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:包括主控模块，与主控模块相连的采样模块、通信模块、显示模块、按键模块、故障控制模块，以及为智能表各模块供电的电源模块;其中，所述采样模块包括电压传感器、电流传感器和电能计量芯片，三相电压、电流经电压传感器和电流传感器转换为采样信号，输入到电能计量芯片，经电能计量芯片AD转换后变换为数字信息，计算出各相电参量输入到主控模块;主控模块根据输入的电参量通过通信模块、显示模块和故障控制模块执行相应的动作。2.如权利要求1所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述主控模块采用单片机控制。3.如权利要求2所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述单片机采用型号为LPC1754FBD80的单片机。4.如权利要求1所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述通信模块包括RS485通信电路和红外通信电路，通过RS485通信电路实现智能表与上位机远程通信，通过红外通信电路实现智能表与红外遥控器、掌上电脑通信。5.如权利要求1所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述显示模块采用IXD显示屏。6.如权利要求1所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述故障控制模块包括主控制电路，以及与主控制电路相连的通信电路和继电器控制电路，其中，所述主控制电路与主控模块通信，通信电路与上位机通信，继电器控制电路通过多个继电器的不同组合实现不同故障的模拟控制输出。7.如权利要求6所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述主控制电路采用单片机控制。8.如权利要求6所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述通信电路也采用RS485通信电路。9.如权利要求7所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述继电器控制电路包括多路继电器输出，多个继电器通过串入/并出转换器串接后与主控制电路单片机相连。10.如权利要求1所述的一种用电信息采集仿真模拟智能表，其特征在于:所述电源模块包括外部接入电源和内部电源，外部接入电源连接三相电，通过降压整流滤波、稳压后为智能表提供对应的电压，内部电源采用电池供电。
【专利摘要】本实用新型公开一种用电信息采集仿真模拟智能表，主控模块，与主控模块相连的采样模块、通信模块、显示模块、按键模块和故障控制模块，以及为智能表各模块供电的电源模块；其中，所述采样模块包括电压传感器、电流传感器和电能计量芯片，三相电压、电流经电压传感器和电流传感器转换为采样信号，输入到电能计量芯片，经电能计量芯片AD转换后变换为数字信息，计算出各相电参量输入到主控模块；主控模块根据输入的电参量通过通信模块、显示模块和故障控制模块执行相应的动作。本实用新型所述的用电信息采集仿真模拟智能表通过各个模块可以实现各类故障模拟，既能满足正常计量的要求又能满足仿真教学的需要。
【IPC分类】G09B23/18, G01R22/10
【公开号】CN205375932
【申请号】CN201521030168
【发明人】鲍卫东, 吴敏敏, 王鹏飞
【申请人】国网浙江义乌市供电公司, 国家电网公司, 国网浙江省电力公司金华供电公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月11日