集约式触摸屏智能电力仪表的制作方法
【专利摘要】一种集约式触摸屏智能电力仪表，涉及一种电力仪表。为提供一种集约式触摸屏智能电力仪表，使得集约式触摸屏智能电力仪表除具备现有仪表测量、显示及通讯功能外，还具有触摸屏集中显示、无线通讯、远程监控等功能。本发明采用的技术方案为：包括机壳，机壳内部或外部安装有多个参数采集模块，参数采集模块通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块，处理控制模块通过导线连接到触摸屏显示模块和通讯模块。本发明仪表在具备RS485通讯功能的同时，增加了GSM通讯功能，仪表增加了温度及开关状态的检测显示，增加了用户对输配电设备的监控能力，减少操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。
【专利说明】集约式触摸屏智能电力仪表
【技术领域】
[0001]本发明属于仪器仪表【技术领域】，涉及一种电力仪表，尤其涉及一种集约式触摸屏智能电力仪表。
【背景技术】
[0002]目前，在电力系统中为测量、显示输配电设备运行参数，均在输配电设备上安装电力仪表。所使用的电力仪表多为单体式指针仪表或数显仪表，单只仪表只能显示一个回线的一个运行参数或多个运行参数，馈线回路较多时需安装多只仪表，安装、调试工作量大，工程建设成本较高；现有仪表的参数设置或界面切换均需通过操作按键来实现，操作不够直观。且现有仪表没有监测、通讯功能或仅有利用通讯线通讯功能，功能单一、智能化水平低。
【发明内容】
[0003]为提供一种集约式触摸屏智能电力仪表，使得集约式触摸屏智能电力仪表除具备现有仪表测量、显示及通讯功能外，还具有触摸屏集中显示、无线通讯、远程监控等功能；一只仪表可以分别显示一个回路或多个回路运行参数；减少在输配电设备安装施工时因重复安装仪表带来的资源损耗、工程投资及施工工作量，且增加远程无线监控功能，减少操作维护人员工作量，提高智能化水平。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种集约式触摸屏智能电力仪表，包括机壳，机壳内部或外部安装有多个参数采集模块，参数采集模块通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块，处理控制模块通过导线连接到触摸屏显示模块和通讯模块；
所述的参数采集模块是由温度传感器、光电隔离电路、分压电路、电流传感器、电能计量芯片、MCU处理器A以及RS485驱动电路A组成的集成电路板，所述的集成电路板的温度传感器、光电隔离电路直接连接到MCU处理器A，分压电路、电流传感器通过电能计量芯片连接到MCU处理器A，MCU处理器A再直接或通过RS485驱动电路A连接到处理控制模块的MCU处理器B ；
所述的处理控制模块由电源、MCU处理器B及时钟电路组成，电源及时钟电路连接到MCU处理器B上。
[0005]所述的通讯模块包括RS485驱动电路B、RS232驱动电路和GSM通讯模块，RS485驱动电路B、RS232驱动电路和GSM通讯模块均与处理控制模块的MCU处理器B连接。
[0006]本发明通过参数采集模块采集输配电设备电压、电流、开关状态、温度等参数，经处理控制模块处理后输送到触摸屏显示模块进行集中分别显示。参数采集模块可根据需要做成独立的模块分别采集不同回路参数，避免了每个回路安装独立显示仪表带来的各种不便，减少了资源损耗、工程投资及施工工作量。触摸屏显示模块显示界面采用实际运行设备的模拟线显示形式，并可分页显示，手动触摸操作，操作简单、直观明了。仪表在具备RS485通讯功能的同时，增加了 GSM通讯功能，当设备运行参数超过设定的阀值时，集约式触摸屏智能电力仪表通过GSM网络给用户发送报警信息，用户也可通过GSM网络向集约式触摸屏智能电力仪表发送指令，仪表再将命令传送给断路器或其它相应的执行设备。同时仪表增加了温度及开关状态的检测显示，增加了用户对输配电设备的监控能力。减少操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为集约式触摸屏智能电力仪表原理框图。
[0008]图2为电流传感器电路原理图。
[0009]图3为光电隔离电路原理图。
[0010]图4为电压调理电路原理图。
[0011]图5为MCU系统电路原理图。
[0012]图6为电源原理图。
[0013]图7为时钟电路原理图。
[0014]图8为RS485驱动电路原理图。
[0015]图9为RS232驱动电路原理图。
[0016]图10为GSM通讯模块原理图。
[0017]图11为电能计量芯片原理图。
[0018]附图中:1.机壳；2.触摸屏显示模块；3.时钟电路；4.处理控制模块；5.参数采集模块；6.光电隔离电路；7.温度传感器；8.分压电路；9.电流传感器；10.电能计量芯片；11.MCU处理器A;12.RS485驱动电路A;13.MCU处理器B;14.电源；15.通讯模块；16.GSM通讯模块；17.RS232驱动电路；18.RS485驱动电路B。
【具体实施方式】
实施例
[0019]处理控制模块4的电源为仪表各模块提供24V或5V直流电源。参数采集模块5的分压电路8及电流传感器9分别将输配电设备不同回路一次电压、电流互感器9的二次电流信号转变为合适的信号后，输入到电能计量芯片10进行A/D转换，转换后的参数按照SPI时序输出至SPI数据总线供MCU处理器A读取。同时，光电隔离电路6检测的开关状态及温度传感器7采集的检测点温度信息实时传送至MCU处理器A ；MCU处理器A将收集处理的信号再通过RS485总线上传至处理控制模块4的MCU处理器B。MCU处理器B将信号处理后输送到触摸屏显示模块2，触摸屏显示模块2根据需要分别显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、开关状态等相关参数。
[0020]MCU处理器B可根据需要将电流、电压及温度等参数通过GSM通讯模块16发送到用户手机或终端设备上。MCU处理器B也可通过RS485驱动电路B将相关参数传送到后台设备上。时钟电路3为仪表提供实时日期信息，RS232驱动电路为MCU处理器B输入程序或输出数据。
[0021]本发明可用于MNS等低压抽屉柜的馈线柜，一块仪表显示整台馈线柜各回路的运行参数。MNS抽屉柜馈线回路可为9路，集约式触摸屏智能电力仪表的参数采集模块5做成独立分体式，分别安装在馈线柜各回路中，用于检测相应的运行参数。处理控制模块4、触摸屏显示模块2、通讯模块15集中在一个机壳内作为仪表的本体。9个馈线回路的参数采集模块5通过RS485通讯线连接到仪表本体，仪表本体自动分配各参数采集模块5的通讯地址，每个参数采集模块5分别对应着仪表本体界面上的各个馈线回路模拟线，当单页无法显示所有回路模拟线时可分页显示。模拟线上断路器符号根据断路器实际状态分别显示分合状态，操作人员触摸各回路模拟线的相应位置，仪表自动切换到该回路相应参数的显示界面，操作人员也可设置各回路一次电流互感器变比，操作方便、智能直观。同时，当检测的母线搭接处温度过高或该回路电压、电流等参数出现异常，仪表自动通过GSM网络给用户发送报警信息，用户也可通过GSM网络向集约式触摸屏智能电力仪表发送指令，仪表再将命令传送给各回路断路器或其它相应的执行设备，快速断开该回路断路器或切除该回路负荷，避免因过载过流等情况出现的设备烧损或停电事故发生。
[0022]安装集约式触摸屏智能电力仪表的丽S抽屉柜馈线柜，仪表数量由原来的9只减少为1只，不仅减少了建设投资、资源损耗及施工工作量，还增加了用户对输配电设备的监控能力、减少了操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。
【权利要求】
1.一种集约式触摸屏智能电力仪表，其特征在于:包括机壳(1)，机壳(I)内部或外部安装有多个参数采集模块(5)，参数采集模块(5)通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块(4 )，处理控制模块(4 )通过导线连接到触摸屏显示模块(2 )和通讯模块(15); 所述的参数采集模块(5)是由温度传感器(7)、光电隔离电路(6)、分压电路(8)、电流传感器(9)、电能计量芯片(10)、MCU处理器A (11)以及RS485驱动电路A (12)组成的集成电路板，所述的集成电路板的温度传感器(7)、光电隔离电路(6)直接连接到MCU处理器A (11)，分压电路(8)、电流传感器(9)通过电能计量芯片(10)连接到MCU处理器A (11)，MCU处理器A (11)再直接或通过RS485驱动电路A (12)连接到处理控制模块(4)的MCU处理器B (13)； 所述的处理控制模块(4)由电源(14)、MCU处理器B (13)及时钟电路(3)组成，电源(14)及时钟电路(3)连接到MCU处理器B (13)上； 所述的通讯模块包括RS485驱动电路B (18)、RS232驱动电路(17)和GSM通讯模块(16)，RS485驱动电路B (18)、RS232驱动电路(17)和GSM通讯模块(16)均与处理控制模块(4)的MCU处理器B (13)连接。
【文档编号】G01D21/02GK104316114SQ201410671790
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】杜晓兵, 张少宝, 王延海, 王建永, 张鹤赢, 王玉真, 贾辉, 丁冬睿, 唐超, 于明珠, 宋均剑, 刘党 申请人:国家电网公司, 山东鲁能力源电器设备有限公司, 国网山东省电力公司枣庄供电公司