专利名称：基于现场总线的电能监测及计量系统的制作方法
技术领域：
基于现场总线的电能监测及计量系统，属于电能质量监测技术领域。
背景技术：
目前的电能质量计量装置，还处于人工抄表的状况，同时居民用电还存在分散、量大、楼高等特点。人工抄表的工作量巨大，这与不断发展的市场经济极不相称，同时也不便于电力部门进行全面准确的生产经营、分析统计、配网线损分析等工作。如中国专利公告号 C拟邪4608，名称电能计量数据监测，但其抄表的实时性、准确性及快速性难以保证，因此， 我们提出一种基于现场总线的电能监测及计量系统。
发明内容为克服上述存在的不足，本实用新型目的在于提供一种操作方便，具有实时性、准确性以及快速性的基于现场总线的电能监测及计量系统，并解决冲突仲裁、多点传输、错误检验与处理、以及以太网的连接等一系列问题。为实现本实用新型目的，采用如下技术方案实现的基于现场总线的电能监测及计量系统，其特征在于包括多个电能计量单元、多个中继器和上位机管理系统模块，上位机管理系统模块连接着具有CAN总线接口的CAN/ RS-232协议转换模块，每一个电能计量单元作为CAN总线的一个节点，通过中继器挂接到 CAN/RS-232协议转换模块上。电能测量是电能计量单位的核心，目前常用的电能计量装置多为机械式仪表，机械式仪表运行可靠、稳定，但不适应自动化抄表的发展。为了适应自动化抄表的发展，便出现了电子式计量单元，利用互感器把强电信号转换为弱电信号然后利用电能计量芯片转换为脉冲信号供单片机读取，但是该方案准确性不高，一旦计量装置出现故障，计量随即停止，给供电部门造成很大的经济损失，因此在电能监测和计量方面，本发明人针对现有装置在设计方面存在的一些不足，并在传统机械表上进行改造，因此成本低，且同时具有传统机械式仪表和电子式仪表的优点，本实用新型通过现场总线，现场总线用协议保证了数据传输的可靠性，特别是多节点应用时优势突出，现场总线具有卓越的性能和可靠性，可以以多种方式工作。所述电能计量单元为具有总线接口的数字式电能计量单元。本系统装置采用模块化结构，能使系统的各模块实现多组通信；所述电能计量单元为用户终端模块，用于负责周围多个用户的用电量计量及暂存。主要由电能计量芯片、 单片机、CAN控制器SJA1000等芯片连接而形成具有总线接口的数字式电能计量单元，电能计量单元将电能转换成脉冲信号，完成电能的计量及智能保护功能；中继器模块用以延长了传输距离，增加了总线挂接节点数，同时起到了过滤作用，这种过滤作用减轻了网上的负荷，提高了网络的可靠性；电能计量部分采用了隔离变压器，起到与电网强电隔离的作用， 对后级电路起到了良好的保护。本实用新型基于现场总线的电能监测及计量系统装置结构简单，成本低，工作稳定，易于实施，且同时具有传统机械式仪表和电子式仪表的优点。
图1为本基于现场总线的电能监测及计量系统的实施结构示意图；图2为电能计量单元结构示意图；图3为中继器结构示意图；图4为CAN/RS-232协议转换单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式
。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。实施例1见图1 一 4，基于现场总线的电能监测及计量系统结构中包括上位机管理系统模块、多个中继器和多个电能计量单元。上位机管理系统模块2连接着具有CAN总线接口的CAN/RS-232协议转换模块3， 由于CAN总线的传输距离有限，这里我们使用了中继器4，中继器5，中继器6，来增加总线的通讯距离，最下方的电能计量单元7，电能计量单元8—一即用户终端模块，每一个用户终端都将作为CAN总线的一个节点，通过中继器挂接到CAN/RS-232协议转换模块3上。本系统中，用户终端模块负责周围多个用户的用电量计量及暂存，主要由电能计量芯片、单片机、CAN控制器SJA1000等芯片连接而成，形成了一个具有总线接口的数字式电能计量单元。本系统中，上位机管理系统模块2的主要作用是把各个用户的用电信息从用户终端模块的单片机中收集起来，进行集中存储和管理，实现了真正意义上抄表及其管理的自动化，减少人员到现场的次数，从而节约了人力资源。本系统中，采用了现场总线传输使传输较为安全可靠，同时采用了总线型拓扑结构，客户之间很少有干扰，系统运行较为稳定，精度高，成本低。
权利要求1.基于现场总线的电能监测及计量系统，其特征在于包括多个电能计量单元、多个中继器和上位机管理系统模块，上位机管理系统模块连接着具有CAN总线接口的CAN/RS-232 协议转换模块，每一个电能计量单元作为CAN总线的一个节点，通过中继器挂接到CAN/ RS-232协议转换模块上。
2.如权利要求1所述的现场总线的电能监测及计量系统，其特征在于电能计量单元为具有总线接口的数字式电能计量单元。
专利摘要基于现场总线的电能监测及计量系统，属于电能质量监测技术领域，其包括多个电能计量单元、多个中继器和上位机管理系统模块，上位机管理系统模块连接着具有CAN总线接口的CAN/RS-232协议转换模块，每一个电能计量单元作为CAN总线的一个节点，通过中继器挂接到CAN/RS-232协议转换模块上。该系统利用总线传输，具有机械式仪表和电子式仪表的优点且具有智能保护功能的电能计量单元，解决了冲突仲裁、多点传输、错误检验与处理、以及以太网的连接等一系列问题。现场总线用协议保证了数据传输的可靠性，特别是多节点应用时优势突出。现场总线具有卓越的性能和可靠性，可以以多种方式工作。
文档编号G01R22/10GK202166692SQ20112019109
公开日2012年3月14日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者曾卫民 申请人:杭州华泰电气技术有限公司