專利名稱：多功能儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種多功能儀表。
背景技術(shù)：
由于智能多功能主要應(yīng) 用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、石油化工、鋼鐵冶金、公共設(shè)施、智能建筑等自動(dòng)化水平要求較高的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)。因此微小的計(jì)量誤差會(huì)對(duì)電能計(jì)費(fèi)、結(jié)算產(chǎn)生較大影響，又因各地區(qū)因使用場合、負(fù)荷特性、管理模式等不同而各異。但其核心是主控芯片及計(jì)量電路，重點(diǎn)解決電能計(jì)量、費(fèi)率與時(shí)段控制的高準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性及可靠性，并力求各功能的模塊化設(shè)計(jì)及通信規(guī)約的兼容性設(shè)計(jì)。智能多功能儀表中，部分?jǐn)?shù)據(jù)量(電能量)需要儀表停電后繼續(xù)保存。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號(hào)CN202421387，
公開日2012_9_5，記載了一種多功能數(shù)字化電力儀表，包括微處理單元、信號(hào)采集輸入單元、顯示單元、控制輸入單元、通訊單元、失電保護(hù)單元。但該現(xiàn)有技術(shù)是按一定間隔定時(shí)將數(shù)據(jù)保存到EEPROM等存儲(chǔ)個(gè)質(zhì)中，其缺點(diǎn)=EEPROM等存儲(chǔ)個(gè)質(zhì)有寫入次數(shù)的限制，為長期使用需要拉大保存間隔，這樣就會(huì)造成掉電時(shí)部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種多功能儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)的數(shù)據(jù)保存，集電量測量、能量累計(jì)、電力品質(zhì)分析、遙控、遙信等功能于一體。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括:中央處理模塊、模擬量采集模塊、計(jì)量模塊、LED驅(qū)動(dòng)控制模塊、通信模塊、帶有隔離電路的開關(guān)量采集電路和開關(guān)量輸出模塊，其中:模擬量采集模塊采集監(jiān)控終端的電流和電壓模擬信號(hào)并輸出至計(jì)量模塊，計(jì)量模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換生成電流和電壓數(shù)字信號(hào)并輸出至中央處理模塊的輸入端，中央處理模塊根據(jù)電流和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行電力品質(zhì)分析后分別輸出分析結(jié)果信息至計(jì)算單元及控制單元，輸出控制觸發(fā)信號(hào)至LED驅(qū)動(dòng)控制模塊，輸出差分信號(hào)至通信模塊，開關(guān)量采集電路將外部的分合狀態(tài)通過光耦隔離轉(zhuǎn)換成高電平和低電平信號(hào)并輸入到中央處理模塊，經(jīng)中央處理模塊內(nèi)部處理后的脈沖信號(hào)輸出至開關(guān)量輸出模塊。所述的中央處理模塊包括:總線接口單元、計(jì)算單元、控制單元和存儲(chǔ)單元，其中:總線接口單元的第一輸入端與計(jì)量模塊相連并接收電流和電壓數(shù)字信號(hào)，總線接口單元經(jīng)過對(duì)電流和電壓數(shù)字信號(hào)的解析后輸出數(shù)字信息至計(jì)算單元，總線接口單元的第二輸入端與數(shù)據(jù)掉電自保存電路相連并在裝置失電時(shí)接收電流和電壓數(shù)字信號(hào)并傳輸至存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元與計(jì)算單元相連并輸出電流和電壓數(shù)字信號(hào)，計(jì)算單元根據(jù)數(shù)字信息進(jìn)行電力品質(zhì)分析并輸出分析結(jié)果至控制單元，控制單元根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行指令集匹配生成控制觸發(fā)信號(hào)，并分別通過總線接口單元將分析結(jié)果輸出至通信模塊，通過總線接口單元將控制觸發(fā)信號(hào)輸出至LED驅(qū)動(dòng)控制模塊，輸出差分信號(hào)至通信模塊。所述的電力品質(zhì)分析具體是指:讀取存儲(chǔ)單元中的電流和電壓信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行半波積分計(jì)算、采樣求和后乘以3/32，采用傅立葉算法:
權(quán)利要求
1.一種多功能儀表，其特征在于，包括:中央處理模塊、模擬量采集模塊、計(jì)量模塊、LED驅(qū)動(dòng)控制模塊、通信模塊、帶有隔離電路的開關(guān)量采集電路和開關(guān)量輸出模塊，其中:模擬量采集模塊采集監(jiān)控終端的電流和電壓模擬信號(hào)并輸出至計(jì)量模塊，計(jì)量模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換生成電流和電壓數(shù)字信號(hào)并輸出至中央處理模塊的輸入端，中央處理模塊根據(jù)電流和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行電力品質(zhì)分析后分別輸出分析結(jié)果信息至計(jì)算單元及控制單元，輸出控制觸發(fā)信號(hào)至LED驅(qū)動(dòng)控制模塊，輸出差分信號(hào)至通信模塊，開關(guān)量采集電路將外部的分合狀態(tài)通過光耦隔離轉(zhuǎn)換成高電平和低電平信號(hào)并輸入到中央處理模塊，經(jīng)中央處理模塊內(nèi)部處理后的脈沖信號(hào)輸出至開關(guān)量輸出模塊； 所述的中央處理模塊的輸入端設(shè)有數(shù)據(jù)掉電自保存電路，該數(shù)據(jù)掉電自保存電路包括:三個(gè)二極管、三個(gè)電阻、一個(gè)法拉電容和一個(gè)三極管，其中:第一二極管、第二二極管、第一電阻、第二電阻和第三二極管依次串聯(lián)，三極管的基極連接于第一電阻和第二電阻之間，發(fā)射極分別與第三電阻的一端和第四電阻的一端相連，三極管的集電極和第二二極管的陰極分別與中央處理模塊的備用輸入端相連以傳輸失電時(shí)電壓和電流的數(shù)字信息，第四電阻的另一端與第一二極管的陽極均連接電壓端，第三電阻的另一端和第三二極管的陰極均接地，法拉電容一端連接于第一二極管和第二二極管之間，另一端接地； 所述的電力品質(zhì)分析具體是指:讀取存儲(chǔ)單元中的電流和電壓信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行半波積分計(jì)算、采樣求和后乘以3/32，采用傅立葉算法
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能儀表，其特征是，所述的通信模塊包括:通訊電路和與其相連的隔離電路，其中:通訊電路接收中央處理模塊輸出的差分信號(hào)，經(jīng)過隔離電路對(duì)其進(jìn)行濾波抗干擾處理，并輸出經(jīng)過處理的差分信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能儀表，其特征是，所述的通訊電路包括:通訊控制單元、兩個(gè)光電耦合器、若干貼片電阻和貼片電容，其中:通訊控制單元的數(shù)據(jù)發(fā)送端與第一光電耦合器的第四端口相連，數(shù)據(jù)接收端串聯(lián)第一貼片電阻和第二光電耦合器的第二端口，接地端與和第一光電耦合器的第三端口相連，電源端與接地端之間連接第一貼片電容，觸發(fā)端連接第二貼片電阻，數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端分別與中央處理模塊輸入端相連，第一光電耦合器的第一端口連接電壓源，第二端口連接第三貼片電阻，第四端口連接一端接電源的第五貼片電阻，第二光電耦合器的第一端口連接電源，第四端口連接第四貼片電阻，第一光電耦合器第三端口與隔離電路相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能儀表，其特征是，所述的隔離電路包括:電源控制單元、貼片電容和鉭電容，其中:電源控制單元的電源端與接地端之間、正電壓端與零電壓端之間分別并聯(lián)第二貼片電容和第一鉭電容；電源控制單元的零電壓端與通訊電路相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能儀表，其特征是，所述的LED驅(qū)動(dòng)控制模塊包括:驅(qū)動(dòng)控制單元、若干貼片電阻、一個(gè)貼片電容和一個(gè)鉭電容，其中:驅(qū)動(dòng)控制單元的串行接口分別連接一端接電源的第六貼片電阻和一端接地的第三貼片電容，電源端連接第四貼片電阻和第二鉭電容的并聯(lián)電路，串行接口分別與中央處理模塊相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能儀表，其特征是，所述的驅(qū)動(dòng)控制單元包括:數(shù)字接口單元以及分別與其相連的數(shù)據(jù)鎖存器和LED高壓驅(qū)動(dòng)電路，其中:數(shù)字接口單元的輸入端與中央處理模塊相連并接收運(yùn)算結(jié)果信息和控制觸發(fā)信號(hào)，運(yùn)算結(jié)果信息傳輸至數(shù)據(jù)鎖存器，控制觸發(fā)信號(hào)傳輸至LED高壓驅(qū)動(dòng)電路，該電路觸發(fā)與其相連的數(shù)據(jù)鎖存器并將儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)鎖存器的運(yùn)算結(jié)果信息由數(shù)字接口單元的輸出端輸出至外接LED顯示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能儀表，其特征是，所述的中央處理模塊包括:總線接口單元、計(jì)算單元、控制單元和存儲(chǔ)單元，其中:總線接口單元的第一輸入端與計(jì)量模塊相連并接收電流和電壓數(shù)字信號(hào)，總線接口單元經(jīng)過對(duì)電流和電壓數(shù)字信號(hào)的解析后輸出數(shù)字信息至計(jì)算單元，總線接口單元的第二輸入端與數(shù)據(jù)掉電自保存電路相連并在裝置失電時(shí)接收電流和電壓數(shù)字信號(hào)并傳輸至存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元與計(jì)算單元相連并輸出電流和電壓數(shù)字信號(hào)，計(jì)算單元根據(jù)數(shù)字信息進(jìn)行電力品質(zhì)分析并輸出分析結(jié)果至控制單元，控制單元根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行指令集匹配生成控制觸發(fā)信號(hào)，并分別通過總線接口單元將分析結(jié)果輸出至通信模塊，通過總線接口單元將控制觸發(fā)信號(hào)輸出至LED驅(qū)動(dòng)控制模塊，輸出差分信號(hào)至通信模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能儀表，其特征是，所述的計(jì)量模塊包括:數(shù)字信號(hào)處理單元和通信接口，其中:數(shù)字信息處理單元接收模擬量采集模塊采集的電壓、電流的模擬信號(hào)生成電壓有 效值、電流有效值并由通信接口傳輸至中央處理模塊。
全文摘要
一種電力監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域的多功能儀表，包括中央處理模塊、模擬量采集模塊、計(jì)量模塊、LED驅(qū)動(dòng)控制模塊、通信模塊、帶有隔離電路的開關(guān)量采集電路和開關(guān)量輸出模塊，模擬量采集模塊采集監(jiān)控終端的電流和電壓模擬信號(hào)并輸出至計(jì)量模塊，計(jì)量模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換生成電流和電壓數(shù)字信號(hào)并輸出至中央處理模塊的輸入端，中央處理模塊根據(jù)電流和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行電力品質(zhì)分析后分別輸出分析結(jié)果信息至計(jì)算單元及控制單元，輸出控制觸發(fā)信號(hào)至LED驅(qū)動(dòng)控制模塊，輸出差分信號(hào)至通信模塊，開關(guān)量采集電路將外部的分合狀態(tài)通過光耦隔離轉(zhuǎn)換成高電平和低電平信號(hào)并輸入到中央處理模塊，經(jīng)中央處理模塊內(nèi)部處理后的脈沖信號(hào)輸出至開關(guān)量輸出模塊。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)的數(shù)據(jù)保存，集電量測量、能量累計(jì)、電力品質(zhì)分析、遙控、遙信等功能于一體。
文檔編號(hào)G01R22/10GK103235215SQ20131011950
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者張煒, 劉浩洋, 周艷艷, 郭偉, 王雪清 申請(qǐng)人:上海久創(chuàng)電氣自動(dòng)化設(shè)備有限公司