专利名称：组态式计量专用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计量装置。
背景技术：
建国以后我国电力工业的发展取得了举世瞩目的成就，尤其是改革开放以来，电 力工业得到更大发展，我国发电设备装机容量、年发电量均居世界第二位。但是国民经济的 飞速发展和人民生活水平的极大提高加剧了对电力供应的需求。电力供应和消费存在时 间和地区上不平衡的问题，这个问题不但阻碍了经济发展，而且干扰了人民群众的正常生 活。电力供求的矛盾固然可以通过新建电厂，增加装机容量来解决，但这种方法不但需要大 量投资，而且存在环境和生态问题，因此有必要寻求一种更为科学、有效的方法解决这一矛 盾。事实上，采用技术先进的电能表和科学的方法进行负荷管理是投入少、见效快的首选方 法。全国在不新增装机容量的情况下，只要采取分时计费的方法加强用电管理，合理用电， 就能开发出60%的电力余量。实施分时电价政策的前提是使用具有复费率功能的新式多功 能电能表。现有的网络电能表存在着测量参数单一，测量多个电能参数时，就需要设置多块 具有相应测量功能的电表，不但浪费大量的资源，也会占用较大的柜内空间。
实用新型内容本实用新型为了解决现有网络电能表存在着测量参数单一，不能同时测量多个电 能参数的问题，而提出的组态式计量专用装置。组态式计量专用装置，它包括信号数据接收模块和信号数据处理模块；信号数据 接收模块具有多组信号输入端，所述每组信号输入端由A相信号输入端、B相信号输入端和 C相信号输入端组成；信号数据接收模块的每组信号输入端的A相信号输入端、B相信号输 入端和C相信号输入端分别与外接电表相应的A相、B相和C相相连，信号数据接收模块的 两路数据信号输出端分别与信号数据处理模块的两路数据信号输入端相连，信号数据处理 模块的数据信号输出端与外部控制设备的数据信号输入端相连。本实用新型采用“嵌入”安装方式固定在各种多功能电表上，除了电能计量的分时 计价的基本功能外；还具备负荷的最大需量的计算、全部电网电量参数高精度测量包括 三相电压、三相电流、有无功功率、频率、功率因数等，实现了一表多用，替代了电气柜上普 通多个电量指示仪表，方便了系统的安装和维护，提高了系统可靠性，实现了用户全面科学 的监视电网负荷的的运行；强大丰富的外围网络接口功能，大大提高了智能配电的自动化 功能实现了配电系统中“遥测”、“遥信”、“遥控”功能。具有广泛的市场前景和应用领域。
图1为具体实施方式
一的模块结构示意图；图2为本实用新型的模块结构示意图； 图3为信号数据接收模块1的电路原理图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式包括信号数据接收模块1和信号数据处理模块2 ；信号数据接收模块1具有多组信号输入端，所述每组信号输入端由 A相信号输入端、B相信号输入端和C相信号输入端组成；信号数据接收模块1的每组信号 输入端的A相信号输入端、B相信号输入端和C相信号输入端分别与外接电表相应的A相、 B相和C相相连，信号数据接收模块1的两路数据信号输出端分别与信号数据处理模块2的 两路数据信号输入端相连，信号数据处理模块2的数据信号输出端与外部控制设备的数据 信号输入端相连。
具体实施方式
二 结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同 点在于它还增加了数字DIO接口模块3和模拟AIO接口模块4 ；所述数字DIO接口模块3的 数据信号输入端和模拟AIO接口模块4的数据信号输入端分别与信号数据处理模块2的数 据信号输出端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一或二 不同点在于它还增加了 RS-485接口模块5，RS-485接口模块5的数据信号输入端与信号数 据处理模块2的数据信号输出端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
三不同 点在于它还增加了 M0DBUS_RTU接口模块6，M0DBUS_RTU接口模块6的数据信号输入端与信 号数据处理模块2的数据信号输出端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一、二或 四不同点在于它还增加了显示模块7，显示模块7的显示信号输入端与信号数据处理模块2 的显示信号输出端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一、二或四相同。
具体实施方式
六结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
五不同 点在于它还增加了程序编辑输入模块8，程序编辑输入模块8的程序数据输出端与信号数 据处理模块2的程序数据输入端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一不同点在于信号数据接收模块1 采用ADI公司的型号为ADE7758的集成电路。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
八结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
七不同 点在于信号数据接收模块1由第一电容Cl至第七电容C7、第一电阻R1、第一二极管Dl至 第二二极管D2、第一晶振Y1、第一芯片Ul和第一接插件Jl组成；第一接插件Jl的两个接 线端子分别与+5V电源和地线相连，第一芯片Ul的管脚VAP、管脚VBP、管脚VCP、管脚VN、 管脚IAP、管脚IAN、管脚IBP、管脚IBN、管脚ICP和管脚ICN分别与第一接插件Jl的十个 接线端子相连；第一芯片Ul的管脚VDA同时与第二电容C2的一端、第一电容Cl的一端和 第一电阻Rl的一端相连，第一电阻Rl的另一端与+5V电源相连，第一电容Cl的另一端同 时与第二电容C2的另一端、第三电容C3的一端、第一芯片Ul的管脚GND和地线相连，第三 电容C3的另一端与第一芯片Ul的管脚REF相连，第一芯片Ul的管脚VCC同时和第四电容 C4的一端、第五电容C5的一端和+5V电源相连，第四电容C4的另一端同时与第五电容C5 的另一端和第一芯片Ul的管脚VSS相连，第一芯片Ul的管脚0SC2同时和第一晶振Yl的 一端和第六电容C6的一端相连，第一芯片Ul的管脚OSCl同时和第一晶振Yl的另一端和 第七电容C7的一端相连，第六电容C6的另一端同时与第七电容C7的另一端和地线相连，第一芯片Ul的管脚RCF与第一二极管Dl的阳极相连，第二二极管D2的阳极与第一芯片Ul的管脚ACF相连，第一二极管Dl的阴极同时与第二二极管D2的阴极、第一芯片Ul的管脚 IQR、管脚CS、管脚DIN、管脚SCK和管脚DOUT相连。其它组成和连接方式与具体实施方式七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
五不同点在于显示模块7采用LCD 显示模块。其它组成和连接方式与具体实施方式
五相同。本实用新型的工作原理本实用新型采用“嵌入”安装方式固定在各种多功能电表 上，可适应各种电压等级(高压系统和低压系统)、开关柜型、安装方式及接线方式；其除了 电能计量的分时计价的基本功能外；还具备负荷的最大需量的计算、全部电网电量参数高 精度测量包括三相电压、三相电流、有无功功率、频率、功率因数等，实现了一表多用，替代 了电气柜上普通多个电量指示仪表，方便了系统的安装和维护，提高了系统可靠性，实现了 用户全面科学的监视电网负荷的的运行。丰富具有多种方式的外围网络接口功能，满足不 同工业现场网络通讯的要求。本实用新型的工作过程系统初始化部分包括硬件初始化、数据变量初始化(仪 表设置信息、校准信息、电能数据信息引导)和系统硬件的自诊断部分。初始化部分将根据 仪表的输入条件将其分解成3个工作模式正常运行模式、校准生产模式和演示模式。数 据采集和计算信号数据接收模块1的中断方式完成，信号数据处理模块2采用外部中断 方式来完成信号数据接收模块1的数据采集，然后在数据采集后进行数据计算、校准、补偿 和规范化(包括各种标度变换、系数校准、系数补偿以及各种数据的规范化)，实现了 Uabc、 Iabc,Pabc Σ、Q be Σ、Sab C Σ >PFabc Σ以及频率F的计算；电能的计算是在周期功率基 础上采用1/1000度电的比较累加方式，同时在当前的时间段判断所在时段费率进行分时 计量；最大需量的计算采用滑差方式的算法，首先计算滑差周期内(1分钟)内的平均功率， 然后统计该区间内(15分钟)需量。比较后记录最大需量和该需量发生的时间。
权利要求组态式计量专用装置，其特征在于它包括信号数据接收模块(1)和信号数据处理模块(2)；信号数据接收模块(1)具有多组信号输入端，所述每组信号输入端由A相信号输入端、B相信号输入端和C相信号输入端组成；信号数据接收模块(1)的每组信号输入端的A相信号输入端、B相信号输入端和C相信号输入端分别与外接电表相应的A相、B相和C相相连，信号数据接收模块(1)的两路数据信号输出端分别与信号数据处理模块(2)的两路数据信号输入端相连，信号数据处理模块(2)的数据信号输出端与外部控制设备的数据信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的组态式计量专用装置，其特征在于它还包括数字DIO接口模 块(3)和模拟AIO接口模块(4)；所述数字DIO接口模块(3)的数据信号输入端和模拟AIO 接口模块(4)的数据信号输入端分别与信号数据处理模块(2)的数据信号输出端相连。
3.根据权利要求1或2所述的组态式计量专用装置，其特征在于它还包括RS-485接口 模块(5)，RS-485接口模块(5)的数据信号输入端与信号数据处理模块(2)的数据信号输 出端相连。
4.根据权利要求3所述的组态式计量专用装置，其特征在于它还包括M0DBUS_RTU接口 模块(6)，M0DBUS_RTU接口模块(6)的数据信号输入端与信号数据处理模块(2)的数据信 号输出端相连。
5.根据权利要求1、2或4所述的组态式计量专用装置，其特征在于它还包括显示模块 (7)，显示模块(7)的显示信号输入端与信号数据处理模块(2)的显示信号输出端相连。
6.根据权利要求5所述的组态式计量专用装置，其特征在于它还包括程序编辑输入模 块(8)，程序编辑输入模块(8)的程序数据输出端与信号数据处理模块(2)的程序数据输入 端相连。
7.根据权利要求1所述的组态式计量专用装置，其特征在于信号数据接收模块(1)采 用ADI公司的型号为ADE7758的集成电路。
8.根据权利要求7所述的组态式计量专用装置，其特征在于信号数据接收模块(1)由 第一电容(Cl)至第七电容(C7)、第一电阻(Rl)、第一二极管(Dl)至第二二极管(D2)、第一 晶振(Yl)、第一芯片(Ul)和第一接插件(Jl)组成；第一接插件(Jl)的两个接线端子分别 与+5V电源和地线相连，第一芯片(Ul)的管脚(VAP)、管脚(VBP)、管脚(VCP)、管脚(VN)、 管脚(IAP)、管脚(IAN)、管脚(IBP)、管脚(IBN)、管脚(ICP)和管脚(ICN)分别与第一接插 件(Jl)的十个接线端子相连；第一芯片(Ul)的管脚(VDA)同时与第二电容(C2)的一端、 第一电容(Cl)的一端和第一电阻(Rl)的一端相连，第一电阻(Rl)的另一端与+5V电源相 连，第一电容(Cl)的另一端同时与第二电容(C2)的另一端、第三电容(C3)的一端、第一芯 片(Ul)的管脚(GND)和地线相连，第三电容(C3)的另一端与第一芯片(Ul)的管脚(REF) 相连，第一芯片(Ul)的管脚(VCC)同时和第四电容(C4)的一端、第五电容(C5)的一端和 +5V电源相连，第四电容(C4)的另一端同时与第五电容(C5)的另一端和第一芯片(Ul)的 管脚(VSS)相连，第一芯片(Ul)的管脚(0SC2)同时和第一晶振(Yl)的一端和第六电容 (C6)的一端相连，第一芯片(Ul)的管脚(OSCl)同时和第一晶振(Yl)的另一端和第七电 容(C7)的一端相连，第六电容(C6)的另一端同时与第七电容(C7)的另一端和地线相连， 第一芯片(Ul)的管脚(RCF)与第一二极管(Dl)的阳极相连，第二二极管(D2)的阳极与第 一芯片(Ul)的管脚(ACF)相连，第一二极管(Dl)的阴极同时与第二二极管(D2)的阴极、第一芯片(Ul)的管脚(IQR)、管脚(CS)、管脚(DIN)、管脚(SCK)和管脚(DOUT)相连。
9.根据权利要求5所述的组态式计量专用装置，其特征在于显示模块(7)采用LCD显 示模块。
专利摘要组态式计量专用装置。它涉及计量装置。它为解决现有电能表存在着测量参数单一，不能同时测量多个电能参数的问题而提出。信号数据接收模块的每组信号输入端的A相信号输入端、B相信号输入端和C相信号输入端分别与外接电表相应的A相、B相和C相相连，信号数据接收模块的两路数据信号输出端分别与信号数据处理模块的两路数据信号输入端相连，信号数据处理模块的数据信号输出端与外部控制设备的数据信号输入端相连。它固定在各种多功能电表上，除了电能计量的分时计价的基本功能外；还具备负荷的最大需量的计算、全部电网电量参数高精度测量它可广泛适用于各种需要监测计量各种电能参数的场合。
文档编号G01R13/02GK201576034SQ20102010543
公开日2010年9月8日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者张建国 申请人:张建国