專利名稱:電度表分時(shí)計(jì)度控制器的制作方法
本發(fā)明定名為電度表分時(shí)計(jì)度控制器是一種和現(xiàn)有電度表配合使用實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度的電子控制器，屬于多路時(shí)間循環(huán)的可編程控制器。
現(xiàn)有電度表作為用電量計(jì)量?jī)x表，存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即一天之中，不能分時(shí)間區(qū)段的不同分別計(jì)度，因而也不能分時(shí)計(jì)費(fèi)。然而，用電負(fù)荷有高峰和低谷。集中用電時(shí)區(qū)就是峰區(qū)，如13時(shí)到21時(shí)30分;大部分用戶休息時(shí)區(qū)就是谷區(qū)，如深夜和凌晨。這種峰谷的存在給電廠的發(fā)電設(shè)備效率和供用電質(zhì)量帶來了影響。從經(jīng)濟(jì)角度說，同一度電，在不同的時(shí)區(qū)，其生產(chǎn)成本和使用價(jià)值都是不同的。為此發(fā)展分時(shí)電度表或者電度表分時(shí)計(jì)度控制器對(duì)節(jié)約用電和保證電網(wǎng)質(zhì)量有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前這種技術(shù)都是在現(xiàn)有電度表(1)上，增加一個(gè)光電式電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)度脈沖Tp發(fā)生器(2)，Tp在某種分時(shí)計(jì)度控制器配合下實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度?，F(xiàn)有的分時(shí)計(jì)度控制器技術(shù)可分二大類。一大類可以哈爾濱電表廠引進(jìn)瑞士蘭迪斯·蓋爾公司專利技術(shù)生產(chǎn)的ML…246多費(fèi)率電度表為代表，它采用一只KZB1型電子時(shí)間開關(guān)作分時(shí)控制器，該電子時(shí)間開關(guān)是用一只24小時(shí)走一周的指針式石英鐘，帶動(dòng)一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)，接通一個(gè)按時(shí)區(qū)分割的機(jī)械靜觸點(diǎn)盤，以實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度控制功能。(見“電測(cè)與儀表”雜志1987年3期)這種方法存在的缺點(diǎn)是變換分時(shí)命令不便，時(shí)區(qū)不易分細(xì)，機(jī)械加工量大。另一大類分時(shí)計(jì)度控制器都是采用微處理器技術(shù)和芯片。如“電測(cè)與儀表”1986年7期發(fā)表的“一種新型的分時(shí)脈沖計(jì)度表”其分時(shí)控制裝置為帶微處理器的控制器。再如1987年3月上海“專利技術(shù)交易會(huì)項(xiàng)目匯編”第84頁發(fā)表的專利申請(qǐng)?zhí)?6203088“可編程電能分時(shí)計(jì)量控制器”，采用可編程序RAM和CMOS電路實(shí)現(xiàn)24小時(shí)循環(huán)分時(shí)計(jì)量控制。這種類型的分時(shí)計(jì)度控制器割除了機(jī)械觸點(diǎn)，但每個(gè)控制器帶有微處理器CPU芯片，成本高，采用讀寫存儲(chǔ)器RAM存儲(chǔ)分時(shí)命令仍然存在變換分時(shí)命令不方便的缺點(diǎn)，并且存在RAM內(nèi)的分時(shí)命令被沖掉和CPU失控的危險(xiǎn)。因此這種方法自己不得不承認(rèn)“程序控制中如果萬一失控，電路自動(dòng)接通平值電度表，并報(bào)警”。電路失控不能分時(shí)計(jì)度，對(duì)于目的就是要分時(shí)計(jì)度的控制器而言就意味著失敗。
本發(fā)明的目的，就是給出一種可以克服上述缺點(diǎn)，不用CPU，不用機(jī)械觸點(diǎn)，低成本、高可靠，采用只讀存儲(chǔ)器EPROM存儲(chǔ)分時(shí)命令和控制分時(shí)計(jì)度的新型電度表分時(shí)計(jì)度控制器。
本發(fā)明的工作原理(1)為電度表，(2)為電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)度脈沖Tp發(fā)生器，Tp送入電度表分時(shí)計(jì)度控制器，以實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度。電度表分時(shí)計(jì)度控制器包括(3)、(4)、(5)分別為峰、平、谷控制門，(6)、(7)、(8)分別為有驅(qū)動(dòng)器的峰、平、谷電磁脈沖計(jì)度器，控制門與電磁脈沖計(jì)度器一一對(duì)應(yīng)連接，(9)為有時(shí)間脈沖信號(hào)Tm輸出的數(shù)字或指針式石英電子鐘表。本發(fā)明的特征在于還包括一個(gè)用數(shù)塊CMOS電路組成的可對(duì)時(shí)的二進(jìn)制24小時(shí)循環(huán)的時(shí)間分頻器(10)和一個(gè)只讀存儲(chǔ)器EPROM(11)，并且按照下述方法相連接，時(shí)間脈沖信號(hào)Tm接時(shí)間分頻器(10)的計(jì)數(shù)輸入端Cp，時(shí)間分頻器(10)的數(shù)根至十余根二進(jìn)制輸出線分別與EPROM(11)的數(shù)根至十余根地址線一一對(duì)應(yīng)連接，任選的EPROM(11)的三根數(shù)據(jù)線分別與(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的一個(gè)輸入端相連，(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的另一個(gè)輸入端都和計(jì)度脈沖Tp相連。圖1中，時(shí)間分頻器(10)的Q1至Q11至11根二進(jìn)制輸出線分別和EPROM(11)的A0至A10共11根地址線一一對(duì)應(yīng)連接，選擇EPROM(11)的低三位數(shù)據(jù)線D0、D1、D2分別控制由二輸入與非門組成的峰、平、谷控制門(3)、(4)、(5)。這樣，時(shí)間分頻器(10)選控了EPROM(11)的地址，就能在數(shù)據(jù)線上分時(shí)讀出已固化于EPROM(11)內(nèi)的分時(shí)命令，并用于分時(shí)計(jì)度控制。
本控制器的進(jìn)一步特征是時(shí)間分頻器(10)有對(duì)時(shí)按鈕AN，CMOS電路的二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器IC1，四輸入與非門IC2，二輸入與門IC3組成。圖1中，IC1為一塊12位串行計(jì)數(shù)器。由于24小時(shí)等于1440分，1440＝1024+256+128+32，并假設(shè)時(shí)間脈沖信號(hào)Tm的周期為1分鐘，故選擇IC1的對(duì)應(yīng)輸出端Q11、Q9、Q8、Q6接到IC2的輸入端，則IC2的輸出Y＝
Q11·Q9·Q8·Q6，再經(jīng)過IC3送到IC1的清零端CY，以實(shí)現(xiàn)每24小時(shí)自動(dòng)循環(huán)計(jì)時(shí)控制。每按一下對(duì)時(shí)按鈕AN也能向CY發(fā)一個(gè)清零脈沖，實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)到0點(diǎn)的功能。
EPROM(11)存儲(chǔ)分時(shí)命令的原理結(jié)合圖5舉例說明之。
由于本電路中是過0點(diǎn)對(duì)時(shí)，對(duì)IC1清零，故任一時(shí)間與0點(diǎn)的差值，以分為單位化成二進(jìn)制數(shù)即為時(shí)鐘分頻器IC1輸出電平。又因?yàn)榉?、平、谷控制門(3)、(4)、(5)均為與非門，EPROM數(shù)據(jù)線讀出的“1”電平就可控制其開通，讓Tp信號(hào)分時(shí)計(jì)度，故只要根據(jù)表中前二項(xiàng)的分時(shí)命令，在EPROM內(nèi)按IC1控制的地址區(qū)段內(nèi)固化入對(duì)應(yīng)的D2、D1、D0數(shù)據(jù)。例如表中08∶00-00∶00＝08∶00，即480分為二進(jìn)制數(shù)“00111100000”對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制數(shù)為01E0H，11時(shí)對(duì)應(yīng)為0294H，由于0點(diǎn)到8點(diǎn)為谷區(qū)，應(yīng)該只有(5)開通，故應(yīng)D2＝“1”，應(yīng)在EPROM的0000H到01DFH地址內(nèi)全部固化進(jìn)數(shù)據(jù)04H(假設(shè)不用的高五位數(shù)據(jù)全部為零)。8點(diǎn)到11點(diǎn)為峰區(qū)，EPROM的D0＝“1”，故應(yīng)在EPROM的01E0H至0293H內(nèi)全部固化進(jìn)數(shù)據(jù)01H。按照表中分時(shí)命令全部固化進(jìn)EPROM后，在實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)EPROM在時(shí)間分頻器的控制下，就能可靠地發(fā)出分時(shí)控制訊號(hào)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的分時(shí)計(jì)度。
采用本電度表分時(shí)計(jì)度控制器，由于割除了微處理器CPU和RAM，就不存在程序失控和分時(shí)命令被沖掉的危險(xiǎn)，使用一個(gè)時(shí)間分頻器和一個(gè)EPROM作控制器核心，既十分可靠，成本又極低。由于電度表分時(shí)命令是有供電部門統(tǒng)一掌握的，所以一臺(tái)EPROM擦抹器和一臺(tái)固化EPROM的單板微機(jī)，可為一個(gè)供電網(wǎng)提供分時(shí)命令。在現(xiàn)場(chǎng)變換分時(shí)命令，只要扦拔一塊EPROM，十分方便。必要時(shí)，還可用開關(guān)選擇EPROM不同地址區(qū)來變換分時(shí)命令。
圖1為電度表分時(shí)計(jì)度控制器原理總方框圖。圖2為本控制器的一種面板布置圖。圖3為電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)度脈沖Tp發(fā)生器電路圖。圖4為有驅(qū)動(dòng)器的峰、平、谷電磁脈沖計(jì)度器電路圖，圖5為EPROM分時(shí)命令例表。
按照本電度表分時(shí)計(jì)度控制器的一種面板布置如圖2，其外形尺寸約為長160mm，寬80mm，厚160mm，左側(cè)為峰、平、谷電磁脈沖計(jì)度器顯示窗，右上方為一只指針式石英鐘，右下方為對(duì)時(shí)按鈕。圖3中P為電度表(1)的轉(zhuǎn)盤，其上劃有紅外線發(fā)訊線。G為紅外光敏發(fā)光組合管，型號(hào)G1908;IC4為電壓比較器SF339，用作對(duì)發(fā)光管G檢測(cè)到的光電信號(hào)整形并輸出計(jì)度脈沖Tp。圖4中BG為晶體三極管3CG5，用作驅(qū)動(dòng)器;J為分時(shí)計(jì)度用的電磁脈沖計(jì)度器，型號(hào)DJ2。圖1中(6)、(7)、(8)三部份各用一個(gè)圖4表示的電路，以達(dá)到分時(shí)計(jì)度。附圖中的其它器件的型號(hào)IC1為CC4040，IC2為CC4012，IC3為CC4081;(11)為EPROM2716，(3)、(4)、(5)合用一片4二輸入與非門CC4011;R1、R2、R3、R4、R5、R6為金屬膜電阻RJ-0.125W，阻值分別為10K、4.3K、15K、1K、10K、2K歐姆;d1、d2為晶體二極管，型號(hào)分別為2AP1、2CZ52;AN為按鈕KZJ1;V+1、V+2為二組直流電源，分別為5伏和12伏。
允許時(shí)，平區(qū)計(jì)度顯示可以不裝，有原電度表計(jì)度值計(jì)算得到，計(jì)算公式為平區(qū)計(jì)度＝原電度表計(jì)度-峰區(qū)計(jì)度-谷區(qū)計(jì)度必要時(shí)整套電度表分時(shí)計(jì)度控制器可以按裝于現(xiàn)有電度表內(nèi)，外形可稍加變動(dòng)，組成一個(gè)帶分時(shí)計(jì)度控制器的電度表。石英鐘表的顯示部份亦可省去。
權(quán)利要求
1.電度表分時(shí)計(jì)度控制器是一種和現(xiàn)有電度表配合使用實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度的電子控制器，屬于多路時(shí)間循環(huán)的可編程控制器。(1)為電度表，(2)為電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)度脈沖Tp發(fā)生器，Tp送入電度表分時(shí)計(jì)度控制器，以實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度。電度表分時(shí)計(jì)度控制器包括(3)、(4)、(5)分別為峰、平、谷控制門，(6)、(7)、(8)分別為有驅(qū)動(dòng)器的峰、平、谷電磁脈沖計(jì)度器，控制門與電磁脈沖計(jì)度器一一對(duì)應(yīng)連接，(9)為有時(shí)間脈沖信號(hào)Tm輸出的數(shù)字或指針式石英電子鐘表。本發(fā)明的特征在于還包括一個(gè)用數(shù)塊CMOS電路組成的可對(duì)時(shí)的二進(jìn)制24小時(shí)循環(huán)的時(shí)間分頻器(10)和一個(gè)只讀存儲(chǔ)器EPROM(11)，并且按照下述方法相連接，時(shí)間脈沖信號(hào)Tm接時(shí)間分頻器(10)的計(jì)數(shù)輸入端Cp，時(shí)間分頻器(10)的數(shù)根至十余根二進(jìn)制輸出線分別與EPROM(11)的數(shù)根至十余根地址線一一對(duì)應(yīng)連接，任選的EPROM(11)的三根數(shù)據(jù)線分別與(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的一個(gè)輸入端相連，(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的另一個(gè)輸入端都和計(jì)度脈沖Tp相連。
2.按照權(quán)利要求
1.所述的電度表分時(shí)計(jì)度控制器的進(jìn)一步特征是時(shí)間分頻器(10)有對(duì)時(shí)按鈕AN、CMOS電路的二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器IC1、四輸入與非門IC2、二輸入與門IC3組成。
專利摘要
電度表分時(shí)計(jì)度控制器是一種和現(xiàn)有電度表配合使用實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度的電子控制器，屬于多路時(shí)間循環(huán)的可編程控制器?，F(xiàn)有電度表增加轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)度脈沖Tp發(fā)生器，Tp按時(shí)區(qū)進(jìn)行分時(shí)計(jì)度。本控制器的特征是有一個(gè)CMOS的可對(duì)時(shí)的二進(jìn)制24小時(shí)循環(huán)的時(shí)間分頻器直接控制一片存儲(chǔ)有分時(shí)命令的只讀存儲(chǔ)器EPROM的地址線，EPROM讀出的數(shù)據(jù)直接控制分時(shí)計(jì)度控制門實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)度，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，高可靠，變換分時(shí)命令方便。
文檔編號(hào)G01R11/00GK87101043SQ87101043
公開日1988年12月7日 申請(qǐng)日期1987年5月20日
發(fā)明者唐建國 申請(qǐng)人:無錫市電子技術(shù)應(yīng)用研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan