专利名称：智能限量用电控制装置的制作方法
技术领域：
本发明专利属于单片机应用技术领域。
背景技术：
本发明专利申请日前，用电部门不给用电单位或所控电器设备下达用电量指标，在用电资源不足的情况下，往往采用超负荷拉闸限电的方法，平衡供电需求。其缺陷是由于线路的原因，拉闸限电同时对居民、国家机关、学校、交通指挥、医院等单位的正常用电受连累。
发明内容
本发明专利与单位配电屏或所控电器设备相连接，采用软硬件结合的方式，按供电部门根据电力资源分配给用电单位用电量或直接给电器设备设置的按日、周、月或年的用电量供电，在用电量指标达到时切断供电电源。
本发明专利的优点是通用性强，安装方便，既可安装于配电屏的电源进出线端，也可直接安装于受控电器设备的电源进出线端，自动限量控制用电量效果明显，有利于国家有限电力资源的分配和电力调度，也有利于用电单位节约用电。
本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是在单片机控制芯片的输入端接有一个电流检测数字信号源，一个电压检测数字信号源、二个时钟设置键、一个额定用电量设置键、一个刷新键，二个控制日期标志位及一个谷电标志位。在单片机控制芯片I/O输出端接有2-3只三极管，其输出端控制与其连接的继电器的线圈的通断，进而控制与其连接用电设备的通断。电流检测信号源取自串接在相线电路的数字电流表数字电流信号，电压检测信号源取自并联在相线与零线间的数字电压表数字电压信号，均为外购件。二个时钟设置键为小时设置键与分钟设置键，一个额定电量设置键给特权用户(本装置特指供电部门)根据用电资源及控制日期类别设置标志分别按日用电量、周用电量、月用电量及年用电量输入额定电指标，二个控制日期类别标志位的4种组合即00、01、10、11分别表示当前设置为日用电控制、周用电控制、月用电控制、年用电控制中的一种，一个谷电标志位的两种标志即0、1分别表示谷电量计入或谷电量不计入。显示电路由LCD液晶、LED数码显示中的一种。单片机控制芯片中的I/O输入端与输出端可合并使用控制显示电路，为保证时钟连续性，本发明装置有备用电流电池。本发明专利与所控制的电器设备的连接方式是继电器的进线端连接电源进线，继电器的出线端连接受控电器。继电器线圈电压依据标称值由本发明装置提供在设置的用电量范围内，继电器工作，否则继电器不工作，切断受控电器电源。
图1为本发明专利的电路结构框图。图中(1)为单片机芯片。(2)为电流检测信号源，(3)为电压检测信号源，(4)为时钟设置键，(5)为额定用电量设置键，(6)为刷新键(7)为二个控制日期类别设置标志位，(8)为谷电标志位，(9)为三极管开关电路，(10)为继电器执行电路，(11)为显示电路，(12)为备用电源。
图2为本发明专利的实施例电原理图。图中单片机为PIC16C57, A(A)、A(B)、A(C)分别表示A、B、C三相电流检测数字信号源，V(A)、V(B)、V(C)分别表示A、B、C三相相电压检测数字信号源，K1为小时设置键、K2为分钟设置键、K3为额定用电量设置键，K4为刷新键。I/O(5)I/O(6)为控制日期类别标志位，I/O(7)为谷电标志位。G1、G2、G3为三极管，J1、J2、J3为继电器。N为零线、L为火线。
具体实施例方式
在图1电路结构框图中，单片机控制芯片(1)为PIC16C57，A(A)、A(B)、A(C)为电流检测数字信号源，V(A)、V(B)、V(C)为电压检测数字信号源分别取自串接于A、B、C三相的数字电流表数字电流信号及并联于A、B、C三相与零线间的数字电压信号。对于220V供电的电器设备选用A、B、C三相中的一个相电流及一个相电压数字信号，上述数字电流、电压信号为已经A/D转换的数字信号，可直接与单片机I/O芯片的输入端相连接。时钟设置键K1、K2额定用电量设置键K3及刷新键K4分别接单片机芯片的I/O输入端中的I/O(1)、I/O(2)、I/O(3)、I/O(4)相连接，控制日期类别标志位，谷电标志位分别为I/O(5)I/O(6)及I/O(7)。
单片机系统的I/O输出端I/O(8)T/O(9)I/O(10)分别与3只三极管G1、G2、G3相连接，其输出端分别与继电器J1、J2、J3的线圈相连。J1、J2、J3的常开端分别与受控电器设备相连。在设定的日、周、月、年(取其一种)用电量范围内，开放用电，在用电量范围外，关闭用电。为使用方便，在尚有一定的用电量时给予声光提示。所述继电器也包括接触器等电磁开关。直流备用电池6V供本装置芯片连续供电。
权利要求
1.一种智能限量用电控制装置，其主要特征是由单片机芯片、电流数字信号源、电压数字信号源、设置键、三极管开关电路、继电器执行电路及显示电路连接构成，其连接方式是单片机芯片I/O输入端接有电流检测数字信号源、电压检测数字信号源、设置键、控制日期类别标志位、谷电标志位；单片机芯片I/O输出端接有三极管开关电路，三极管开关电路与继电器执行电路相连接，显示电路与单片机控制芯片I/O输出端相连接，并受控于单片机I/O输出信号。
2.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于电流数字信号源取自串接于相线的电流数字电流表，电压数字信号源取自并联于相线与零线的电压数字电压表。
3.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于设置键包括额定电量设置键，刷新键、时钟设置键，其中时钟设置键包括小时设置键、分钟设置键。
4.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于控制日期类别标志位由单片机芯片I/O输入端的二位I/O标志位设定，其4种组合00、01、10、11分别表示按日、按周、按月、按年限量控制。
5.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于谷电标志位由单片机芯片I/O输入端的一位I/O标志位设定，其2种标志0、1分别表示谷电不计量及谷电计量。
6.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于三极管开关电路由2至3只三极管构成，三极管的输入端分别与单片机控制芯片的I/O输出端相连接，并受控于单片机I/O输出信号，三极管的输出端与继电器线圈相连接。
7.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于继电器执行电路由2至3只继电器构成，继电器线圈分别与三极管输出端相连接，继电器的常开端分别与受控电器相连。
8.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于显示电路由LCD液晶显示、LED数码显示中的一种电路构成，与单片机I/O输出端相连接，受单片机软件或驱动电路控制，单片机控制芯片的I/O输入端口与I/O输出端口可合并使用控制显示电路，显示电路设有时钟显示、年、月、日、周显示、允许使用电量显示、已使用电量显示及剩余电量显示。
9.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于本发明装置与所控制电器设备的连接方式是继电器的进线端接电源进线，继电器的出线端连接受控电器，所述继电器包括具有常闭、常开触点的接触器等各种电磁开关。
10.根据权利要求1所述的智能限量用电控制装置，其特征在于所述继电器包括接触器等电磁开关的线圈电压不受限制，其需要的控制电压在±10％范围内由本发明装置提供。
全文摘要
本发明专利公开了一种智能限量用电控制装置，属于单片机应用技术领域。其主要特征是由单片机芯片、电流检测数字信号源、电压检测数字信号源、设置键、开关电路、继电器执行电路及显示电路连接构成，其连接方式是单片机芯片I/O输入端接有电流检测与电压检测数字信号源、设置键、控制日期类别及谷电标志位；单片机芯片I/O输出端接有三极管开关电路并进而与继电器执行电路相连接。显示电路与单片机芯片I/O输出端相连接。本发明专利与用电设备相连接，采用软硬件结合的方式，对电器设备的用电按日、周、月、年四种方式自动限量控制。本发明专利的推广应用，有利于供电部门的科学用电管理及利于充分合理使用有限电力资源，缓解供用电矛盾。
文档编号H02H3/00GK1580990SQ20041002981
公开日2005年2月16日 申请日期2004年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者谭启仁 申请人:谭启仁