专利名称：脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置的制作方法
技术领域：
本发明创造属于单片机应用技术领域。
背景技术：
本发明创造申请日前，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
本发明创造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按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。
本发明创造的优点是通用性强，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。
本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是在单片机系统的输入端接有一个脉冲输出的电能计量集成电路无源脉冲输出信号源W、一个额定电量输入信号源S、一个用电日设置键、二个时钟设置键、一个刷新键，二个用电日标志位。在单片机系统输出端接有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。输出无源脉冲信号源的电能计量集成电路为电子式电能表配套的脉冲输出的电能计量集成电路。二个时钟设置键为小时设置键与分钟设置键，一个额定电量输入信号源及一个限电日设置键给特权用户(本装置特指供电部门)根据用电资源、用电日设置键分别按日用电量、周用电量、月用电量及年用电量输入额定电指标，二个用电日类别标志位的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，等效于用电日设置键，使用时者任选一种。额定电量输入信号源有两种输入方式即外置密码键盘输入及外置IC卡通过读卡器读入存放于单片机系统的存贮器中。显示电路由LCD液晶、LED数码显示中的一种。为保证时钟连续性，本发明创造有备用电流电池。本发明创造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专利在设置的用电量范围内提供，继电器工作，否则继电器不工作，切断受控电器电源。火线(相线)、中线(零线)与脉冲输出电能计量集成电路的连接方式如图4。
图1为本发明创造的电路结构框图。图中(1)为单片机系统。(2)为脉冲输出的电能计量集成电路，(3)为时钟设置键，(4)为额定用电量输入信号源，(5)为用电日设置键，(6)为刷新键(7)为用电日设置标志位，(8)为三极管开关电路，(9)为继电器执行电路，(10)为显示电路，(11)为备用电源。图2为本发明专利的实施例电原理图。图中单片机系统包括微处理器、静态存贮器和动态存贮器，计数器、定时器，也包括并行、串行输入输出电路。W表示脉冲输出的电能计量集成电路无源脉冲输出信号源(光耦隔离)。K1为小时设置键、K2为分钟设置键、K3为用电日设置键，K4为刷新键。G1、G2、G3为三极管，J1、J2、J3为继电器。S为额定电量输入信号源N为(中线)零线、L为火线(相线)。图3为本发明创造配套的脉冲输出电能计量集成电路与单片机系统的连接图，图中CF、REVP*分别为脉冲输出电能计量集成电路AD7755的输出脉冲及功率检测端口，与单片机系统计数器及UP/DOWN连接。图4为电源火线(相线)、中线(零线)与脉冲输出电能计量集成电路的连接图，图中CT为电压互感器，Ra*、Rb*、VR*、Rb、Rf为电阻器，Cf为电容器。VIP、VIN、V2P、V2N为电压通道，AGND为AD7755模拟电路接地参考点。L为相线(火线)、N为中线(零线)。
具体实施例方式
电子式电能表脉冲输出的电能计量集成电路无源脉冲输出信号，通过光耦隔离与单片机系统的I/O相连接，本实施例三相电子式电能表配套的脉冲输出的电能计量集成电路为ANALOG DEVICES AD7755芯片，单相电子式电能表配套的脉冲输出的电能计量集成电路为飞利浦公司的8563芯片。时钟设置键K1、K2用电日设置键K3及刷新键K4分别接单片机系统的I/O输入端中的I/O(3)-I/O(6)相连接，用电日标志位为I/O(1)I/O(2)，额定电量输入信号源有两种输入方式即外置密码键盘及外置IC卡通过读卡器读入数据存放于单片机系统的存贮器中。单片机系统的I/O输出端I/O(7) I/O(8) I/O(9)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的常开端或常闭端分别与受控电器设备相连。在设定的日、周、月、年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
1.一种脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其主要特征是由单片机系统、脉冲输出的电能计量集成电路、额定电量输出信号源、用电日标志及设置键、时钟设置键、开关电路、继电器执行电路及显示电路逐级连接构成，其连接方式是脉冲输出的电能计量集成电路、额定电量输入信号源、用电日标志及设置键、时钟设置键与单片机输入端相连接；开关电路、显示电路与单片机输出端相连接，继电器与开关电路输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述单片机系统包括微处理器、静态存贮器和动态存贮器、并行、串行输入输出电路、计数器、定时器，其I/O输入端与脉冲输出的电能计量集成电路的一路无源脉冲输出相连接。
3.根据权利要求1所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述为本发明创造配套的脉冲输出电能计量集成电路为电子式电能表专用集成电路，其一路无源脉冲输出通过光耦隔离与单片机系统连接。
4.根据权利要求1所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述额定电量输入信号源有两种输入方式即外置密码健盘及外置IC卡通过读卡器读入，数据存放于单片机系统的存贮器中。
5.根据权利要求1所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述用电日标志位由单片机系统输入端的2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；其用电日设置键为通过显示屏设置日、周、月、年等效于标志位设置。
6.根据权利要求1所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述开关电路由2至3只三极管构成，三极管的输入端分别与单片机系统的输出端相连接，并受控于单片机输出信号，三极管的输出端分别与继电器线圈相连接。
7.根据权利要求1所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述继电器执行电路由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，继电器的常开端或常闭端分别与受控电器相连接。
8.根据权利要求1所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述显示电路由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，显示屏设有时钟显示、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所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是本发明创造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所述的脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用电控制装置，其特征是所述设置键包括用电日设置键、小时设置键、分钟设置键及刷新键，分别与单片机系统输入端口相连接。
全文摘要
本发明创造公开了一种脉冲输出电能计量集成电路配套的智能限量用控制装置，属于单片机应用技术领域。其主要特征是由单片机系统、脉冲输出的电能计量集成电路、额定电量输入信号源、用电日标志及设置键、时钟设置键、开关电路、继电器执行电路及显示电路逐级连接构成。单片机系统包括微处理器、存贮器、并串行I/O电路、计数器、定时器。脉冲输出的电能计量集成电路的一路无源脉冲输出通过光耦隔离与单片机系统连接。额定电量输入信号源通过外置密码键盘或外置IC卡读卡器读入数据存放于单片机系统的存贮器中。本发明创造在设定的日、周、月、年用电量范围内限时限量用电。其推广应用有利于供电部门科学有序用电管理，使用有限电力资源。
文档编号G05B15/02GK1635430SQ20041000811
公开日2005年7月6日 申请日期2004年2月28日 优先权日2004年2月28日
发明者谭启仁 申请人:谭启仁