电度表分时计度控制器的制作方法

专利名称:电度表分时计度控制器的制作方法
本发明定名为电度表分时计度控制器是一种和现有电度表配合使用实现分时计度的电子控制器，属于多路时间循环的可编程控制器。
现有电度表作为用电量计量仪表，存在一个明显的缺点，即一天之中，不能分时间区段的不同分别计度，因而也不能分时计费。然而，用电负荷有高峰和低谷。集中用电时区就是峰区，如13时到21时30分;大部分用户休息时区就是谷区，如深夜和凌晨。这种峰谷的存在给电厂的发电设备效率和供用电质量带来了影响。从经济角度说，同一度电，在不同的时区，其生产成本和使用价值都是不同的。为此发展分时电度表或者电度表分时计度控制器对节约用电和保证电网质量有重要的经济价值。目前这种技术都是在现有电度表(1)上，增加一个光电式电度表转盘转数计度脉冲Tp发生器(2)，Tp在某种分时计度控制器配合下实现分时计度。现有的分时计度控制器技术可分二大类。一大类可以哈尔滨电表厂引进瑞士兰迪斯·盖尔公司专利技术生产的ML…246多费率电度表为代表，它采用一只KZB1型电子时间开关作分时控制器，该电子时间开关是用一只24小时走一周的指针式石英钟，带动一个动触点，接通一个按时区分割的机械静触点盘，以实现分时计度控制功能。(见“电测与仪表”杂志1987年3期)这种方法存在的缺点是变换分时命令不便，时区不易分细，机械加工量大。另一大类分时计度控制器都是采用微处理器技术和芯片。如“电测与仪表”1986年7期发表的“一种新型的分时脉冲计度表”其分时控制装置为带微处理器的控制器。再如1987年3月上海“专利技术交易会项目汇编”第84页发表的专利申请号86203088“可编程电能分时计量控制器”，采用可编程序RAM和CMOS电路实现24小时循环分时计量控制。这种类型的分时计度控制器割除了机械触点，但每个控制器带有微处理器CPU芯片，成本高，采用读写存储器RAM存储分时命令仍然存在变换分时命令不方便的缺点，并且存在RAM内的分时命令被冲掉和CPU失控的危险。因此这种方法自己不得不承认“程序控制中如果万一失控，电路自动接通平值电度表，并报警”。电路失控不能分时计度，对于目的就是要分时计度的控制器而言就意味着失败。
本发明的目的，就是给出一种可以克服上述缺点，不用CPU，不用机械触点，低成本、高可靠，采用只读存储器EPROM存储分时命令和控制分时计度的新型电度表分时计度控制器。
本发明的工作原理(1)为电度表，(2)为电度表转盘转数计度脉冲Tp发生器，Tp送入电度表分时计度控制器，以实现分时计度。电度表分时计度控制器包括(3)、(4)、(5)分别为峰、平、谷控制门，(6)、(7)、(8)分别为有驱动器的峰、平、谷电磁脉冲计度器，控制门与电磁脉冲计度器一一对应连接，(9)为有时间脉冲信号Tm输出的数字或指针式石英电子钟表。本发明的特征在于还包括一个用数块CMOS电路组成的可对时的二进制24小时循环的时间分频器(10)和一个只读存储器EPROM(11)，并且按照下述方法相连接，时间脉冲信号Tm接时间分频器(10)的计数输入端Cp，时间分频器(10)的数根至十余根二进制输出线分别与EPROM(11)的数根至十余根地址线一一对应连接，任选的EPROM(11)的三根数据线分别与(3)峰、(4)平、(5)谷控制门的一个输入端相连，(3)峰、(4)平、(5)谷控制门的另一个输入端都和计度脉冲Tp相连。图1中，时间分频器(10)的Q1至Q11至11根二进制输出线分别和EPROM(11)的A0至A10共11根地址线一一对应连接，选择EPROM(11)的低三位数据线D0、D1、D2分别控制由二输入与非门组成的峰、平、谷控制门(3)、(4)、(5)。这样，时间分频器(10)选控了EPROM(11)的地址，就能在数据线上分时读出已固化于EPROM(11)内的分时命令，并用于分时计度控制。
本控制器的进一步特征是时间分频器(10)有对时按钮AN，CMOS电路的二进制串行计数器IC1，四输入与非门IC2，二输入与门IC3组成。图1中，IC1为一块12位串行计数器。由于24小时等于1440分，1440＝1024+256+128+32，并假设时间脉冲信号Tm的周期为1分钟，故选择IC1的对应输出端Q11、Q9、Q8、Q6接到IC2的输入端，则IC2的输出Y＝
Q11·Q9·Q8·Q6，再经过IC3送到IC1的清零端CY，以实现每24小时自动循环计时控制。每按一下对时按钮AN也能向CY发一个清零脉冲，实现了对时到0点的功能。
EPROM(11)存储分时命令的原理结合图5举例说明之。
由于本电路中是过0点对时，对IC1清零，故任一时间与0点的差值，以分为单位化成二进制数即为时钟分频器IC1输出电平。又因为峰、平、谷控制门(3)、(4)、(5)均为与非门，EPROM数据线读出的“1”电平就可控制其开通，让Tp信号分时计度，故只要根据表中前二项的分时命令，在EPROM内按IC1控制的地址区段内固化入对应的D2、D1、D0数据。例如表中08∶00-00∶00＝08∶00，即480分为二进制数“00111100000”对应的16进制数为01E0H，11时对应为0294H，由于0点到8点为谷区，应该只有(5)开通，故应D2＝“1”，应在EPROM的0000H到01DFH地址内全部固化进数据04H(假设不用的高五位数据全部为零)。8点到11点为峰区，EPROM的D0＝“1”，故应在EPROM的01E0H至0293H内全部固化进数据01H。按照表中分时命令全部固化进EPROM后，在实时运行时EPROM在时间分频器的控制下，就能可靠地发出分时控制讯号，实现准确的分时计度。
采用本电度表分时计度控制器，由于割除了微处理器CPU和RAM，就不存在程序失控和分时命令被冲掉的危险，使用一个时间分频器和一个EPROM作控制器核心，既十分可靠，成本又极低。由于电度表分时命令是有供电部门统一掌握的，所以一台EPROM擦抹器和一台固化EPROM的单板微机，可为一个供电网提供分时命令。在现场变换分时命令，只要扦拔一块EPROM，十分方便。必要时，还可用开关选择EPROM不同地址区来变换分时命令。
图1为电度表分时计度控制器原理总方框图。图2为本控制器的一种面板布置图。图3为电度表转盘转数计度脉冲Tp发生器电路图。图4为有驱动器的峰、平、谷电磁脉冲计度器电路图，图5为EPROM分时命令例表。
按照本电度表分时计度控制器的一种面板布置如图2，其外形尺寸约为长160mm，宽80mm，厚160mm，左侧为峰、平、谷电磁脉冲计度器显示窗，右上方为一只指针式石英钟，右下方为对时按钮。图3中P为电度表(1)的转盘，其上划有红外线发讯线。G为红外光敏发光组合管，型号G1908;IC4为电压比较器SF339，用作对发光管G检测到的光电信号整形并输出计度脉冲Tp。图4中BG为晶体三极管3CG5，用作驱动器;J为分时计度用的电磁脉冲计度器，型号DJ2。图1中(6)、(7)、(8)三部份各用一个图4表示的电路，以达到分时计度。附图中的其它器件的型号IC1为CC4040，IC2为CC4012，IC3为CC4081;(11)为EPROM2716，(3)、(4)、(5)合用一片4二输入与非门CC4011;R1、R2、R3、R4、R5、R6为金属膜电阻RJ-0.125W，阻值分别为10K、4.3K、15K、1K、10K、2K欧姆;d1、d2为晶体二极管，型号分别为2AP1、2CZ52;AN为按钮KZJ1;V+1、V+2为二组直流电源，分别为5伏和12伏。
允许时，平区计度显示可以不装，有原电度表计度值计算得到，计算公式为平区计度＝原电度表计度-峰区计度-谷区计度必要时整套电度表分时计度控制器可以按装于现有电度表内，外形可稍加变动，组成一个带分时计度控制器的电度表。石英钟表的显示部份亦可省去。
权利要求
1.电度表分时计度控制器是一种和现有电度表配合使用实现分时计度的电子控制器，属于多路时间循环的可编程控制器。(1)为电度表，(2)为电度表转盘转数计度脉冲Tp发生器，Tp送入电度表分时计度控制器，以实现分时计度。电度表分时计度控制器包括(3)、(4)、(5)分别为峰、平、谷控制门，(6)、(7)、(8)分别为有驱动器的峰、平、谷电磁脉冲计度器，控制门与电磁脉冲计度器一一对应连接，(9)为有时间脉冲信号Tm输出的数字或指针式石英电子钟表。本发明的特征在于还包括一个用数块CMOS电路组成的可对时的二进制24小时循环的时间分频器(10)和一个只读存储器EPROM(11)，并且按照下述方法相连接，时间脉冲信号Tm接时间分频器(10)的计数输入端Cp，时间分频器(10)的数根至十余根二进制输出线分别与EPROM(11)的数根至十余根地址线一一对应连接，任选的EPROM(11)的三根数据线分别与(3)峰、(4)平、(5)谷控制门的一个输入端相连，(3)峰、(4)平、(5)谷控制门的另一个输入端都和计度脉冲Tp相连。
2.按照权利要求
1.所述的电度表分时计度控制器的进一步特征是时间分频器(10)有对时按钮AN、CMOS电路的二进制串行计数器IC1、四输入与非门IC2、二输入与门IC3组成。
专利摘要
电度表分时计度控制器是一种和现有电度表配合使用实现分时计度的电子控制器，属于多路时间循环的可编程控制器。现有电度表增加转盘转数计度脉冲Tp发生器，Tp按时区进行分时计度。本控制器的特征是有一个CMOS的可对时的二进制24小时循环的时间分频器直接控制一片存储有分时命令的只读存储器EPROM的地址线，EPROM读出的数据直接控制分时计度控制门实现分时计度，其优点是成本低，高可靠，变换分时命令方便。
文档编号G01R11/00GK87101043SQ87101043
公开日1988年12月7日 申请日期1987年5月20日
发明者唐建国 申请人:无锡市电子技术应用研究所