专利名称：单相费控智能电能表的制作方法
技术领域：
单相费控智能电能表技术领域[0001]本实用新型属于电力行业一种电力控制装置，特别是指一种单相费控智能电能表。
背景技术：
[0002]现在远程电力抄表系统为电力部门管理、分析、处理各种电量数据的一种重要选择措施。该系统一般包括用户端电能表、采集器和后台管理系统三个部分组成。[0003]现有该类系统的一般工作原理为，采集器接受后台管理系统的控制命令，然后将用户端电能表采集的信息保存并传送到集中器，再由各集中器上传数据到后台管理系统的活动。[0004]现该类系统已经广泛利用嵌入式技术方案来实现该系统的运转，现有技术中，电能表是该系统的重要部分。在现有技术中该系统虽然已经在通信等方面实现了网络化运行。但该系统所具有的仅为集抄低压用户电表数据功能，仅能对电力部门提供电量的管理、 分析和处理数据。[0005]因此开发一种可广泛应用于城市、农村或工厂企业单相交流电的计量场合的电能表是本申请的目的之一。实用新型内容[0006]本实用新型的目的是开发一种可广泛应用于城市、农村或工厂企业单相交流电的计量场合的电能表，并且该电能表能够满足电力部门关于远程抄表系统的应用。[0007]本实用新型的工件原理是，被测交流电压和电流经过高精度采样后送到专用电能计量芯片经过一系列数字处理后，转换成与有功功率成正比的脉冲频率信号送给微处理器，微处理器将脉冲信号依据时段费率进行分时累加，得到总电量和各费率电量，结果保存到数据存贮器中。微处理器同时完成显示和与外部进行信息交换的功能。[0008]本实用新型是通过以下技术方案实现的[0009]一种单相费控智能电能表，包括有表壳，指示灯，显示屏，主板，所述主板上包括有主控单元模块，电源模块，测量及监测模块，事件记录模块，报警模块，冻结功能模块，计时功能模块，脉冲输出模块，所述主控单元模块包括有电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块；所述的电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块采用三组隔离的电源；所述电能计量单元模块包括有费控功能模块，费率、时段及电价方案模块；所述通信接口包括有具有独立的调制式红外光窗口，RS485通信接口，载波通信模块标准接口 ；[0010]所述的RS485接口为1个。[0011]所述指示灯包括有脉冲指示灯，报警指示灯和跳间指示灯。[0012]所述根据费控功能包括有本地费控电能表和远程费控电能表。[0013]本实用新型能够实现的有益效果是[0014]1、采用先进的专用集成电路和SMT、热风回流焊、波峰焊工艺设计、制造，质量可罪。[0015]2、电能计量单元和数据处理单元，通信接口单元分别采用三组隔离电源，所有输出信号均采用光电隔离，提高电磁兼容性能，同时也确保计量单元独立稳定工作，不受通信接口的影响。[0016]3、宽电压范围设计，从154V 均能正常工作，同时418V时电表不损坏，提高了电表对工作环境的适应性。[0017]4、微处理器采用内置看门狗设计，确保了 CPU可靠正常工作，计量数据采用三重备份。在恶劣干扰下，数据确保安然无恙。[0018]5、全密封防尘、防水设计，表壳材料具有优良的阻燃和抗腐蚀、抗老化性能。[0019]6、采用具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，停电用电池供电时温度补偿功能同样启动，确保时钟精度准确。
[0020]图1，单相费控智能电能表工件原理图；[0021]图2，单相费控智能电能表主视图；[0022]图3，单相费控智能电能表后视图；[0023]图4，单相费控智能电能表侧视图。[0024]1 表壳2 显示屏[0025]3 红外光窗口 4 指示灯具体实施方式
[0026]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。[0027]为了实现本申请的目的，本实用新型通过采用以下技术实现的一种单相费控智能电能表，包括有表壳1，指示灯4包括有脉冲指示灯，报警指示灯和跳间指示灯，显示屏 2，主板，所述主板上包括有主控单元模块，电源模块，测量及监测模块，事件记录模块，报警模块，冻结功能模块，计时功能模块，脉冲输出模块，所述主控单元模块包括有电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块；所述的电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块采用三组隔离的电源；所述电能计量单元模块包括有费控功能模块，费率、时段及电价方案模块；所述通信接口包括有具有独立的调制式红外光窗口，1个 RS485通信接口，载波通信模块标准接口。在本实施例中选用的费控是本地费控功能，在本申请的其它实施例中可以选用远程费控功能。[0028]在本申请的中各功能模块是通过以下方式实现的[0029]1，计量功能[0030]a)具有正向有功电能、反向有功电能计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组合有功。[0031]b)具有分时计量功能，有功电能量按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能量。[0032]c)可存储上12个月的总电能和各费率电能量；数据存储分界时刻为月末M时， 或在每月1号至观号内的整点时刻。[0033]2，费控功能[0034]费控功能的实现分为本地和远程两种方式远程方式通过载波或RS485等虚拟介质和远程售电系统实现。[0035]本地费控电能表[0036]在电能表内进行电费实时计算，其主要功能包括[0037]a)当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表能以声、光或其他方式提醒用户；透支金额应实时记录，当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表发出断电信号，控制负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，首先扣除透支金额， 当剩余金额大于设定值(默认为零)时，方可通过远程或本地方式使电能表处于允许合闸状态，由人工本地恢复供电。[0038]b)剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；最大储值金额由电能表显示位数决定。[0039]c)电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加，并能将剩余金额、电能表用电参数等信息返写至固态介质。[0040]d)电能表不接受非指定介质输入的任何信息。当使用非指定介质或进行非法操作时，电能表能进行有效防护；在非指定介质或非法操作撤销后，电能表能正常工作且数据不丢失。[0041]g)通过固态介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写、ESAM数据抄读和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证及安全认证，除用户购电信息外的其他用电参数设置还应通过编程键和编程密码验证使电能表处于编程允许状态下方可进行。[0042]远程费控电能表[0043]电费计算在远程售电系统中完成，表内不存储、显示与电费、电价相关信息。电能表接收远程售电系统下发的拉间、允许合间、ESAM数据抄读指令时，需通过严格的密码验证及安全认证。[0044]可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置；[0045]安全认证加密要求[0046]通过固态介质或虚拟介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证或ESAM模块等安全认证，以确保数据传输安全可靠。ESAM模块的加密算法应符合国家密码管理的有关政策，使用SMl算法。电能表在全性能试验或验收试验时，通过系统内有资质的检测机构对电能表数据传输进行安全认证检查，检查依据《智能电能表信息交换安全认证技术规范》。[0047]3测量及监测[0048]能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流(包括零线电流)、功率、功率因数等运行参数。测量误差(引用误差)不超过士 1%。[0049]4事件记录[0050]a)永久记录电能表清零事件的发生时刻及清零时的电能量数据。[0051]b)记录编程总次数，最近10次编程的时刻、操作者代码、编程项的数据标识。采用[0052]c)记录校时总次数(不包含广播校时)，最近10次校时的时刻、操作者代码。[0053]d)记录掉电的总次数，最近10次掉电发生及结束的时刻。[0054]e)记录最近10次远程控制拉间和最近10次远程控制合间事件，记录拉、合间事件发生时刻和电能量等数据。[0055]f)记录开表盖总次数，最近10次开表盖事件的发生、结束时刻。[0056]5费率、时段及电价方案[0057]具有两套费率时段表，可在约定的时刻自动转换；每套费率至少支持4个费率。[0058]具有日历、时钟，全年应至少可设置2个时区，在Mh内至少可以任意编程8个时段；时段的最小间隔为15min ；时段可跨越零点设置。[0059]具有两套电价方案，可在约定的时刻或达到约定的用电量水平时自动转换。[0060]支持通过红外、RS485通信接口修改费率表、时段表及电价方案，有防止非授权人操作的安全措施。[0061]6显示功能[0062]a)电能表能显示以下信息[0063]1)当月和上月月度累计用电量；[0064]2)当前剩余金额；[0065]3)当前阶梯电价；[0066]4)各费率累计电能量示值和总累计电能量示值；[0067]5)当前时间；[0068]6)报警代码或提示；[0069]7)插卡及通信状态提示；[0070]8)电能表的表号。[0071]b)电量显示单位为千瓦时(kWh)，显示位数为8位，含2位小数。[0072]c)剩余金额显示单位为元，显示位数为8位，含2位小数。[0073]d)IXD背光唤醒方式，包括按键唤醒、红外唤醒(任意红外设备均可唤醒)、等方式；在正常使用情况下，IXD寿命不小于10年。[0074]e)停电时可通过按键唤醒显示(背光灯可不点亮)；唤醒后如无操作，LCD在自动显示一个循环后应自动关闭；按键显示操作结束30秒后自动关闭显示。[0075]f)指示灯_脉冲指示灯红色，平时灭，计量有功电能时闪烁；[0076]-报警指示灯红色，正常时灭，报警时常亮。[0077]-跳闸指示灯黄色，负荷开关分断时亮，平时灭。[0078]7报警功能[0079]当出现下列故障或报警项时，LCD立即停留在该代码上或报警提示，且背光灯持续点売；[0080]a)当剩余电费小于报警电费时，提示“请购电”；[0081]b)当电能表出现故障时，显示出错信息码(用Err-X X表示)[0082]DErr-Ol控制回路错误；[0083]2) Err-02ESAM 错误；[0084]3) Err-04时钟电池电压低；[0085]4) Err-08 时钟故障；[0086]5) Err-IO 认证错误；[0087]6)Err_16修改密钥错误。[0088]8冻结功能[0089]定时冻结按照约定的时间及间隔冻结电能量数据；每个冻结量至少保存12次。[0090]瞬时冻结在非正常情况下，冻结当前的日历、时间、所有电能量和重要测量量的数据；瞬时冻结量应保存最后3次的数据。[0091]约定冻结在新老两套费率/时段转换、阶梯电价转换或电力公司认为有特殊需要时，冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据，保存最后2次冻结数据。[0092]日冻结存储每天零点时刻的电能量，应可存储两个月的数据。[0093]整点冻结存储整点时刻或半点时刻的有功总电能，应可存储96个数据。[0094]冻结内容及对应的数据标识应符合DL/T 645-2007及其备案文件要求。[0095]9计时功能[0096]采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，具有日历、计时、闰年自动转换功能；内部时钟端子输出频率为1Hz。在25 +60°C温度范围内，时钟准确度< 士 ls/d;在参比温度(230C )下，时钟准确度彡士0. 5s/d。[0097]电能表可接受的广播校时范围不得大于5min ；广播校时无需编程键和通讯密码配合；每日允许校时次数可根据要求进行设置(缺省为每日只允许校时一次)，且应避免在电能表执行冻结或结算数据转存操作前后5min内进行。[0098]10，脉冲输出[0099]电能表有与所计量的电能成正比的LED脉冲和电脉冲输出功能。光测试输出装置的特性符合GB/T17215. 211-2006的要求。电测试输出装置的特性符合GB/T15^4_2002的要求。电能表具备时钟信号输出端子。时钟端子输出频率为1Hz。[0100]以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这样改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
权利要求1.一种单相费控智能电能表，包括有表壳，指示灯，显示屏，主板，其特征在于所述主板上包括有主控单元模块，电源模块，测量及监测模块，事件记录模块，报警模块，冻结功能模块，计时功能模块，脉冲输出模块，所述主控单元模块包括有电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块；所述的电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块采用三组隔离的电源；所述电能计量单元模块包括有费控功能模块，费率、时段及电价方案模块；所述通信接口包括有具有独立的调制式红外光窗口，RS485通信接口，载波通信模块标准接口。
2.根据权利要求1所述的单相费控智能电能表，其特征在于所述的RS485接口为1个。
3.根据权利要求1所述的单相费控智能电能表，其特征在于所述指示灯包括有脉冲指示灯，报警指示灯和跳闸指示灯。
4.根据权利要求1所述的单相费控智能电能表，其特征在于所述根据费控功能包括有本地费控电能表和远程费控电能表。
专利摘要本实用新型涉及一种单相费控智能电能表，包括有表壳，指示灯，显示屏，主板，所述主板上包括有主控单元模块，电源模块，测量及监测模块，事件记录模块，报警模块，冻结功能模块，计时功能模块，脉冲输出模块，所述主控单元模块包括有电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块；所述的电能计量单元模块，数据处理单元模块和通信接口单元模块采用三组隔离的电源；所述电能计量单元模块包括有费控功能模块，费率、时段及电价方案模块；所述通信接口包括有具有独立的调制式红外光窗口，RS485通信接口，载波通信模块标准接口。
文档编号G01R11/57GK202285025SQ20112041099
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者卫光前, 李守水, 李程, 秦万民, 邓宇 申请人:青岛世泽电子仪表有限公司