专利名称：电量仪表设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及包括电量仪表的电量仪表设备，该电量仪表被提供有用于在电量
仪表和通信模块之间发送数据的装置，该通信模块被提供有发送该数据到远程单元的装置。这样的仪表被设计并布置成用于测量在给定位置或者由指定机器或者由类似器件所消耗的电量。
背景技术：
电量仪表用于测量特定位置处所消耗电力的数量的目的，该特定地点例如是应该测量所消耗电量的公寓或者住宅或者工业场合。关于所消耗数量的数据可以通过邻近的通信模块发送到电力提供者，该通信模块可以使用用于该目的的任意适合的通信技术。从而，提供用于从电量仪表发送测量数据到通信模块的装置，和用于从通信模块发送所述数据到任何其它单元的装置，该任何其它单元例如是由电力提供者设置的数据存储器或类似物。直到目前，通过电量仪表和通信模块之间的物理线缆或者导体已经形成从电量仪表发送所述数据到通信模块的装置。通信模块已经是物理连接到电量仪表的集成部分。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种电量仪表设备，其能够将通信模块从电量仪表本身
物理分离开，从而使得通信模块能够关于电量仪表简单地安装或者拆卸。 通过初始限定的电量仪表设备来实现本实用新型的目的，该设备的特征在于用于
在电量仪表和通信模块之间发送数据的所述装置包括用于在所述电量仪表和所述模块之
间无线信号发送的装置。 优选地，用于在电量仪表和通信模块之间发送数据的所述装置包括在电量仪表上提供的IR端口。通过使用红外光作为发送数据的装置，实现发送不同种类数据的改进的能力，并且相比于为此目的仅仅使用发光二极管，实现了在将数据电量仪表发送给该模块方面更大的灵活性和更强的能力。 优选地，通信模块包括对应的IR端口 ，该通信模块通过该IR端口能够接收由电量
仪表通过电量仪表的IR端口发出的信号。通信模块的IR端口不仅可以用于接收来自电量
仪表的数据，而且还能够发送数据到电量仪表，这是本实用新型的另外的特征和优点。 优选地，电量仪表的功能由其硬件(电子组件板、机构等等)、软件(驻留在电量仪表内部的小型计算机中)和在其制造时进行的仪表类型特定编程(保存在非易失性EEPROM存储器中)来控制。在以下描述中将指出(包括到所有仪表中的)非标准的特征(硬件和软件)。 在以下本实用新型的详细描述中将披露本实用新型的其它特征和优点。
现在参考附图提供根据本实用新型的电量仪表设备的详细描述。[0010] 图1是根据本实用新型的透视图和前视图， 图2是根据本实用新型的仪表的脉冲输出等价示意图， 图3是对于本实用新型的仪表的2输入的框图， 图4是对于本实用新型的仪表的2输出的框图，禾口 图5是对于本实用新型的仪表的1输入和1输出的框图。
具体实施方式首先以根据本实用新型的仪表的基本功能和实际处理的描述开始。然后再描述关 于通信的功能。 根据本实用新型的电量仪表形成包括宽的范围的电子电量仪表的产品族的基础， 主要用于安装在封闭环境中的DIN导轨。仪表存在于两种基本类型，一种是针对于和电源 电压直接相连的"直接连接仪表"，一种是针对于通过外部电流互感器和可选的电压变压器 相连的"变换器额定的仪表"。 根据本实用新型的电量仪表遵循ABB的Pro M标准，其限定了机械尺寸、安装方式 (35mm的DIN导轨)和设计观点。 根据本实用新型的电量仪表通常具有与极性无关的固态(半导体)继电器和在前 部的红色发光二极管(LED)，该继电器产生与测量的能量成比例的脉冲，该红色发光二极管 与测量的能量成比例地闪烁。 根据本实用新型的电量仪表在其左侧上具有使用仪表总线(M-总线)协议的红外 线通信端口。可选地，仪表还可以装备有2线的电力总线。 当连同外部电压变压器(VT)和电流互感器(CT) 一起使用根据本实用新型的电
量仪表时，通过使用在仪表上提供的在可密封的盖子下面的两个按钮可以容易地设置变换
比。在正常模式中在仪表的显示器中示出的能量值是真实(主要)的能量消耗。 在图1中，以下的附图标记指示仪表的以下部分 1-设置按钮 2-滚动按钮 3-资费输入I/O通信(可选的) 4-可密封的盖子，接线图用于资费输入1/0通信 5-仪表类型标签 6-密封带(在侧面上) 7-光传感器 8-LED 9-脉冲输出或者通信 10-可密封的盖子，接线图用于仪表连接、脉冲输出/通信 11-端子块和编号 12-用于所有权标记的空间 13-LCD 14-通信窗(IR端口) 15-密封点(4)[0037] 仪表内部的电子组件包括主板(总是使用)和可选的输入/输出板和通信板。
如上所提及，根据本实用新型的电量仪表形成分为以下两组的产品族的基础 用于《80A的电流的直接连接的仪表 *对于电流> 80A，使用具有次级电流《6A的外部电流互感器(CT)和可选的外部 电压变压器(VT)的变换器额定的仪表(经常也称为CT仪表)。 两个组被分为彼此不同的多个子组，一个子组可以表示以下特征的任意一个或者 属于以下类型的仪表而另一个子组不是 —相或者三相连接 有功能量测量 组合的能量测量(有功和无功的) 四象限能量测量(测量输出和输入能量) 资费受控的仪表 装备有通信选项的仪表 装备有时钟的仪表 装备有输入和/或输出的仪表 参考图2，仪表硬件(未包括选项)能够被分为以下部分 执行能量测量的微控制器。该设备通过寄存器被校准来满足在IEC62053-21中 规定的精确度分级要求。除了能量测量，其还包括用于检测低电压(供电故障)、检测相电 压的缺失、测量电压、电流、功率、频率和相位角等等的功能。微控制器还处理LCD、EEPR0M、 按钮、LED的驱动、通信和脉冲输出等等。
用于显示积累的能量、变换率、脉冲率、电压、电流、功率、状态和错误信息等的 LCD(液晶显示器)。
电流互感器测量电流，要测量的电流过该电流互感器。来自该互感器的输出电流 流经负载电阻器以产生电压，其经由多路复用器和放大器被馈送到微控制器。电源电压被 电阻器分压器分压并且馈送到微控制器中。
称为"滚动"和"设置"的两个按钮，以控制LCD上的显示和用于编程变换率、脉 冲输出频率等等。"滚动"按钮在大部分情况中被用于显示序列中的下一个量或者项目，而 "设置"按钮被用于编程仪表。
为微控制器供以时钟的振荡器。 *3相宽电压范围电源，产生用于为电子组件(微控制器、EEPR0M等)馈电的+5V。
微控制器的A/D转换器使用的参考电压，其是用于所有电流和电压取样的基准。
以特定能量脉冲频率(脉冲/kWh)闪烁的红色LED (发光二极管)。，具有与滚动按钮相同功能的光电晶体管。在光电晶体管上照射短的闪烁光，例如
使用手电筒，产生和按下滚动按钮相同的动作。塑料光管向下延伸到安装在板上的光电晶体管。
1个或者2个光隔离的脉冲输出，其每kWh给出特定数量的脉冲。
能够被连接到输入/输出板的接口 。
EEPR0M，用于保存能量(对于有功和无功递送的能量，总共1个和4个资费寄存 器)、历史值(负载配置文件、每月值、事件日志等)、用于微控制器和用于微控制器中固件
5所使用的仪表专用值的校准和初始值。用于在EEPR0M中保存数据的数据保持时间大于40 年。
用于连接到内部通信板的通信接口 。
包括光电晶体管和LED的用于连接到外部通信单元的红外通信接口。
用于记录日期/时间的石英晶体控制的实时时钟。实时时钟使用超电容器作为
断电时的备用源。 根据本实用新型的仪表被提供有寄存所输入的和所输出的能量的装置和指示显
示在仪表上的输入和输出能量的输出和输入能量指示器。当显示输出能量时显示输出能量
指示器，其是从所测量设备递送到主网上的能量。当显示输入能量时显示输入能量指示器，
其是从主网传送到所测量的负载的能量。 替代地，仪表中仅寄存输入能量，不使用这两个段。 根据本实用新型的电量仪表可以装备有具有不同选项的输入和/或输出。以下是
基本配置
l输入l输出
2输入2输出
1输入和1输出 图3-5中示出原理示意图。所有的输入和输出通过光电耦合器与仪表电子组件的 其余部分电隔绝。 输入包括朝向外部世界的光耦合器和接口电路。仪表内部的微控制器经由光耦合
器读出输入的状态。对于输入和输入/输出板存在2个版本，一个用于低电压(最大40V)
并且一个用于高电压(最大276V)。具有一个或者两个输出的版本处理低和高电压。输入
端上的输入阻抗是电阻性的并且在高电压版本上具有80-85kQ的电阻，并且在低电压版
本上具有8-13kQ的电阻。没有连接(左浮置)的输入与具有"断"电压相同。 该输出包括固态类型的光耦合器。使用具有与极性无关的输出的MOSFET光耦合
器构建它们。该输出的等价电路是和典型的40Q的电阻器串联的理想的继电器。 通过通信接口读出仪表相对于人工读出具有许多优点 读出多个仪表所耗用的时间更短。这使得可以执行连续读出。
由于人工读出期间的错误而导致获得错误值的危险被降到最小。
值被电子保存，易于进一步处理它们。 根据本实用新型的电量仪表具有光学接口，其提供在图1中所示的左侧上。对于 经由光学接口的通信使用M总线协议。 作为选项，根据本实用新型的电量仪表可以装备有用于串行通信的接口。三种不 同类型接口适用于第一类型的仪表M总线、LonWorks和EIB。对于第二类型的仪表仅适用 M总线。对于三个接口共同的是它们都使用双绞线缆作为通信介质。网络中的所有仪表是 独立可寻址的。能够连接在一个网络中的仪表的数量取决于系统的类型和安装。 应该提到的是，通信模块也可以被认为是根据本实用新型的电量仪表设备的一部
6分，并且因此在这样的情况中该设备包括仪表和与其关联的通信模块。从而，建立上面提及 的通信接口 。在此可操作位置中，通信模块被布置成邻接电量仪表并且被提供有或者连接 到用于将从仪表接收的数据还发送到任一远程单元的装置。
权利要求一种电量仪表设备，包括电量仪表，所述电量仪表被提供有用于在所述电量仪表和通信模块之间发送数据的装置，所述通信模块被提供有发送数据到远程单元的装置，其特征在于用于在所述电量仪表和所述通信模块之间发送数据的所述装置包括用于在所述电量仪表和所述模块之间无线信号发送的装置(14)。
2. 根据权利要求1所述的电量仪表设备，其特征在于用于在所述电量仪表和所述通信 模块之间发送数据的所述装置(14)包括在所述电量仪表上提供的IR端口。
3. 根据权利要求2所述的电量仪表设备，其特征在于，其包括所述通信模块，并且所述 通信模块包括对应于所述电量仪表的IR端口 (14)并且能够接收从所述电量仪表的IR端 口 (14)发送的数据的IR端口。
专利摘要一种电量仪表设备，包括提供用于在电量仪表和通信模块之间发送数据的装置的电量仪表，该通信模块被提供有发送该数据到远程单元的装置。用于在电量仪表和通信模块之间发送数据的所述装置包括用于在所述电量仪表和所述模块之间无线信号发送的装置(14)。
文档编号G08C17/02GK201514692SQ200920170008
公开日2010年6月23日 申请日期2009年8月5日 优先权日2009年8月5日
发明者B·约翰森 申请人:Abb(瑞典)股份公司