一种企业用电监控管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于电能控制【技术领域】，尤其涉及一种企业用电监控管理系统，包括系统本体，所述系统本体具有接地的金属外壳，所述系统本体包括企业网关、RS-485中控器、电量采集器和对象控制器、RS-485总线，所述RS-485中控器与所述企业网关之间双向传输信息，所述RS-485中控器、所述电量采集器和所述对象控制器分别与所述RS-485总线之间通过网络进行双向传输。本实用新型的有益效果是：计算速度快，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下依然能够保证采样和电能计量精度；防止雷击浪涌的干扰、且具有较强的温度自适应能力范围。
【专利说明】一种企业用电监控管理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电能控制【技术领域】，尤其涉及一种企业用电监控管理系统。
【背景技术】
[0002]计算机技术，特别是网络通信技术的迅速发展，使得将众多的计量点数据进行数据采集传输、汇总处理以及结算收费的自动集抄管理系统已经成为可能，它能完全取代原始的人工抄表方式，不用抄表人员走家串户的抄写，整个抄表过程完全实现自动化、精确化，大大提高了工作效率，同时售电部门还可以实时查看每个用户的用电数据，准确的统计各供电线路的实际用电情况。电能信息直接涉及企业的经济效益，因此对采集数据的准确性要求十分严格。实际中因为通讯通道的不稳定、采集终端的运行异常、采集主站故障，很难确保采集数据百分百准确。此外还要及时发现供电和用电中存在的问题，确保安全供电和安全用电，实现科学配电、节能降耗，达到高效率的用电管理目的。
[0003]现有技术中，自动电量采集系统的数据采集模块输出采集电表电度指数数据的采集命令至采集终端，采集终端接收上述采集命令后实施电表电度指数数据采集，并上送到主站系统。但是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下不能够保证采样和电能计量精度；而且电磁兼容性能差，对于雷击浪涌的干扰适应能力较弱。
实用新型内容
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种企业用电监控管理系统，计算速度快，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下依然能够保证采样和电能计量精度；防止雷击浪涌的干扰、且具有较强的温度自适应能力范围。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种企业用电监控管理系统，其特征在于包括系统本体，所述系统本体具有接地的金属外壳，所述系统本体包括企业网关、RS-485中控器、电量采集器和对象控制器、RS-485总线，所述RS-485中控器与所述企业网关之间双向传输信息，所述RS-485中控器、所述电量采集器和所述对象控制器分别与所述RS-485总线之间通过网络进行双向传输；
[0007]所述RS-485中控器包括第一单片机、地址锁存器、电平转换器和MAX485接口，所述第一单片机与所述电平转换器、所述地址锁存器之间双向连接，所述地址锁存器与所述MAX485接口双向连接，所述MAX485接口与所述RS-485总线连接，所述电平转换器与所述企业网关连接；
[0008]所述电量采集器包括第三单片机、第一 MAX485通信收发器、静态存储器、计量模块、电压互感器和电流互感器，所述电流互感器和所述电压互感器一端与第一配电回路连接，另一端与所述计量模块连接，所述计量模块与所述第三单片机双向连接，所述第三单片机分别与所述第一 MAX485通信收发器、所述静态存储器之间双向传输信息，所述第一MAX485通信收发器与所述RS-485总线连接；
[0009]所述对象控制器包括第二单片机、继电器控制电路和第二 MAX485通信收发器，所述继电器控制电路一端与第二配电回路连接，另一端与所述第二单片机连接，所述第二单片机与所述第二 MAX485通信收发器连接，所述第二 MAX485通信收发器与与所述RS-485总线连接。
[0010]所述第一单片机、所述第二单片机、所述第三单片机的型号分别为MCU AT89C51。
[0011]所述电平转换器内设有MAX232电平转换芯片。
[0012]所述企业网关内设有嵌入式服务器。
[0013]所述地址锁存器内设有74HC573N芯片。
[0014]所述计量模块为ADE7755型的电量计量芯片。
[0015]本实用新型的有益效果是:通过嵌入高速高精度的服务器和电量采集器，实现实时了高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下依然能够保证采样和电能计量精度；系统采用多点接地方式，有效的抑制电磁骚扰源。外壳金属件直接接大地，还可以提供静电电荷的泄漏通路，防止静电积累，防止雷击浪涌的干扰、且具有较强的温度自适应能力范围。本实用新型以嵌入式Web网关为核心的智能企业电能计量和电器控制系统，该系统能够对企业总电量和大功率家电进行电能计量。用户可以实时地通过网络进入企业网关，实时地对电量和当前电器状态进行查询，以便根据电价行情对家电进行控制，达到节能和避峰用电的效果。该系统在采集企业总电量的同时，还能采集大功率电器的耗电量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型系统硬件的结构示意图；
[0018]图3为本实用新型计量模块的结构示意图。
[0019]图中，1、企业网关，2、RS-485中控器，3、电量采集器，4、对象控制器，5、RS-485总线，6、第一单片机，7、地址锁存器，8、电平转换器，9、MAX485接口，10、第三单片机，11、第一MAX485通信收发器，12、静态存储器，13、计量模块，14、电压互感器，15、电流互感器，16、第一配电回路，17、第二单片机，18、继电器控制电路，19、第二 MAX485通信收发器，20、第二配电回路，21、电能采集线路，22、控制线路，23、A/D转换器，24、乘法器，25、高通滤波器，26、低通滤波器，27、数字/频率转换器。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的一种【具体实施方式】做出说明。
[0021]如图1所示，本实用新型提供一种企业用电监控管理系统，包括系统本体，所述系统本体具有接地的金属外壳，所述系统本体的硬件结构包括企业网关1、RS-485中控器2、电量采集器3和对象控制器4、RS-485总线5，所述RS-485中控器2与所述企业网关I之间双向传输信息，所述RS-485中控器2、所述电量采集器3和所述对象控制器4分别与所述RS-485总线5之间通过网络信号进行双向传输；具体为:所述RS-485中控器2与所述电量采集器3通过连接在RS-485总线5上的电能采集线路21连接，所述RS-485中控器2与所述对象控制器4通过连接在RS-485总线5上的控制线路22连接，所述企业网关I内设有嵌入式服务器。
[0022]如图2所示，所述RS-485中控器2包括第一单片机6 (MCU AT89C51)、地址锁存器7 (74HC573N芯片)、电平转换器8和MAX485接口 9，所述第一单片机6与所述电平转换器8、所述地址锁存器7之间双向连接，所述地址锁存器7与所述MAX485接口 9双向连接，所述MAX485接口 9与所述RS-485总线5连接，所述电平转换器8与所述企业网关I连接；所述电平转换器8内设有MAX232电平转换芯片；
[0023]所述电量采集器3由第三单片机10(MCU AT89C51)、第一 MAX485通信收发器11 (使用通信收发芯片MAX485)、静态存储器12、计量模块13、电压互感器14和电流互感器15组成。所述电流互感器15和所述电压互感器14 一端与第一配电回路16连接，另一端与计量模块13连接，计量模块13为型号为ADE7755的电量计量芯片，所述计量模块13与所述第三单片机10双向连接，所述第三单片机10分别与第一 MAX485通信收发器11、静态存储器12之间双向传输信息，第一 MAX485通信收发器11使用通信收发芯片MAX485，静态存储器12使用93C46型号的存储器，所述第一 MAX485通信收发器11与所述RS-485总线5连接；
[0024]所述对象控制器4包括第二单片机17、继电器控制电路18和第二 MAX485通信收发器19，所述继电器控制电路18—端与第二配电回路20连接，另一端与所述第二单片机17连接，所述第二单片机17与所述第二 MAX485通信收发器19连接，所述第二 MAX485通信收发器19与所述RS-485总线5连接。所用的第二单片机17为MCU AT89C51型单片机。
[0025]企业网关I为人机交互界面，用户可通过网络进入企业网关1，查询各电器的耗电量，并对当前的电气设备进行控制。当用户通过网页向嵌入式服务器网关发送查询电量或控制家电命令时，企业网关I向电量采集器3发送读取的电量命令或控制电器命令，并把传送回的电量信息或家电状态，以页面的形式显示。RS-485中控器2主要完成RS-232与RS-485的协议转换，与企业网关I采用RS-232串行通信，与从控器采用RS-485串行通信。电量采集器3主要负责企业和大功率电器电量的采集和上传。对象控制器4负责执行用户的开关命令，以及返回对象的状态。
[0026]继电器控制电路16通过第二单片机15对三极管的控制实现继电器对企业电器的开关控制；电量采集器3主要完成对电量计量芯片的脉冲进行计数，并把脉冲数转换为电量存入存储器中进行掉电保护。当接收到上位机读取电量的命令时，从存储器中读取电量值，并通过RS-485总线5传送给RS-485中控器2。
[0027]该系统的电量采集控制器前端采用ADI公司的ADE7755电能计量芯片。ADE7755电能计量芯片是适用于单项电能计量的芯片，其内部结构原理图如图3所示。电流、电压各采用一个161^丨的4/1)转换器23(400转换为数字信号，电流经高通滤波器25 (HLP)后与电压一起经乘法器24，然后采用乘法器24进行功率运算，运算的结构经低通滤波器26 (LFP)数字/频率转换器27转变为电能计量的高低标准脉冲CF和Fl、F2。这样，有功功率瞬时值从芯片引脚CF以较高频率方式输出，用于仪表检验或与微控制器接口，有功功率的平均值从芯片引脚F1、芯片引脚F2以较低的频率方式输出，可直接驱动机电式计度器和两相步进电机，用以显示有功电量。
[0028]本实用新型特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下依然能够保证采样和电能计量精度；能有效的抑制电磁骚扰源。用户可以实时地通过网络进入企业网关1，实时地对电量和当前电器状态进行查询，以便根据电价行情对家电进行控制，达到节能和避峰用电的效果。
[0029]以上对本实用新型的一个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种企业用电监控管理系统，其特征在于:包括系统本体，所述系统本体具有接地的金属外壳，所述系统本体包括企业网关、RS-485中控器、电量采集器和对象控制器、RS-485总线，所述RS-485中控器与所述企业网关之间双向传输信息，所述RS-485中控器、所述电量采集器和所述对象控制器分别与所述RS-485总线之间通过网络进行双向传输； 所述RS-485中控器包括第一单片机、地址锁存器、电平转换器和MAX485接口，所述第一单片机与所述电平转换器、所述地址锁存器之间双向连接，所述地址锁存器与所述MAX485接口双向连接，所述MAX485接口与所述RS-485总线连接，所述电平转换器与所述企业网关连接； 所述电量采集器包括第三单片机、第一 MAX485通信收发器、静态存储器、计量模块、电压互感器和电流互感器，所述电流互感器和所述电压互感器一端与第一配电回路连接，另一端与所述计量模块连接，所述计量模块与所述第三单片机双向连接，所述第三单片机分别与所述第一 MAX485通信收发器、所述静态存储器之间双向传输信息，所述第一 MAX485通信收发器与所述RS-485总线连接； 所述对象控制器包括第二单片机、继电器控制电路和第二 MAX485通信收发器，所述继电器控制电路一端与第二配电回路连接，另一端与所述第二单片机连接，所述第二单片机与所述第二 MAX485通信收发器连接，所述第二 MAX485通信收发器与与所述RS-485总线连接。
2.根据权利要求1所述的企业用电监控管理系统，其特征在于所述第一单片机、所述第二单片机、所述第三单片机的型号分别为MCU AT89C51。
3.根据权利要求1所述的企业用电监控管理系统，其特征在于所述电平转换器内设有MAX232电平转换芯片。
4.根据权利要求1所述的企业用电监控管理系统，其特征在于所述企业网关内设有嵌入式服务器。
5.根据权利要求1所述的企业用电监控管理系统，其特征在于所述地址锁存器内设有74HC573N 芯片。
6.根据权利要求1所述的企业用电监控管理系统，其特征在于所述计量模块为ADE7755型的电量计量芯片。
【文档编号】H02J13/00GK204205724SQ201420752029
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】李志刚 申请人:李志刚