智能电能计量控制集成电表制造技术

一种智能电能计量控制集成电表，采用一个微处理器ＣＰＵ和多个电子元器件，用塑料外壳包装，外壳上设计有面板，其特征在于多个用户回路的计量、控制器件高度集成，构成电能取样计数模块、中心微处理器（ＣＰＵ）模块、串行数据读写存储器模块、串行通讯模块、拉合闸控制模块、工作电源模块、显示模块和按键电路模块；电能取样计数模块的大部分元器件集成在计数器板（２１）上，中心微处理器（ＣＰＵ）模块、串行数据读写存储器模块、串行通讯模块集成在ＣＰＵ板（２０）上，拉合闸控制模块集成在拉闸电路板（１９）上，工作电源模块集成在开关电源板（１８）上，显示模块和按键电路模块集成在显示板（１４）上；其工作过程是：集成电表初始化后，由电能取样计数模块采集用户的用电数据，用电数据送至ＣＰＵ进行计算后保存到串行数据读写存储器模块，并通过串行通讯模块上报到供电局和抄表员，用户也可通过显示电路随时查看用电情况，同时设置拉合闸控制模块控制用户的超功率用电和欠费拉闸断电催交，这个过程可分为集成电表初始化、电能取样计数、用电数据存贮、超功率处理、报错处理、对外通讯、远程拉、合闸处理、显示和校表。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电能表，尤其是能智能地对电能计量并能通过网络对其进行控制的集成电表。
技术介绍
历年来，我国电能计量的表计绝大部分沿用机械式电能表，这种电能表造价较高，能耗高。近年来市场上出现一种机电合一的“电子式电能表”，这种“电能表”具有计量精度高，能耗低的优点，但它的电能采样采用模数转换电子器件，显示仍采用机械式计器，机械部分的走合误差使精密的电子计量性能降低；且电子元器件抗干扰性能不如机械表，使用者对其稳定性心存疑虑，不敢大面积推广使用；结构仍采用单一的分立式结构，导致产品成本过高，其市场价格甚至高于机械式电能表。为适应市场经济的需要，供电部门利用经济杠杆来调整用电高峰负荷的复费率计费的方式，而“复费率电表”因其价格昂贵，很难被广大用户所能接受。同时由于电表的系统时钟需定期到现场逐一调校，也给供电部门增加较多的麻烦和工作量。故复费率收费方式自今尚未能广泛实施。电业部门的电费抄收工作则一直采用上门“抄表收费”的落后模式，工作效率低，劳动强度大，且抄收人员估抄、漏抄、不抄现象时有发生；而用户拒交电费、窃电的行为也屡见不鲜。供电部门迫切需求一种自动化程度高，工作性能稳定，功能强大，价格低廉，并能通过网络进行管理的智能化电表。为解决落后的抄表管理模式，推出了如“集中抄表”、“预付费电表”“无线电传输抄表”“电力线传输抄表”等产品，其技术手段是在原有的传统产品中加装一“单片机”，实现“预付费供电”或“远程抄表”。改装产品的单片机一般都安装在机械式电能表，空间狭窄，电子部分与强干扰磁场距离太近，严重影响其运行的安全可靠性；电能取样则在机械式电能表上加装一光电取样探头，由于原产品设计时并未考虑加装，加装探头有可能损坏原产品的结构，影响计量精度；并且安装调试工作要求较高，操作繁琐，不适宜产业化生产。目前使用的“集中抄表”系统的“用户终端”的网络接口一般采用以下几种联网方式1)电力MODEM与低压电网联接方式，使用电力线路作为传输数据的通道。这种方法的弊病是由于电力线路经常受到外界强电磁场及用户用电设备的噪声干扰，气候对线路分布参数的影响，线路绝缘性能好坏等以上这些因素，严重影响了数据通讯的可靠性，且其通讯范围仅局限于一个低压变压器供电电网。因此电力线路作为一种数据通讯通道不能用作收费数据采集。2)无线电通讯方式，系统设备投资昂贵，仅作为一种抄表、控制用电设备使用，有“大马拉小车”之嫌；如若只考虑成本，产品性能又大大下降，难得两全其美。3)串行485总线方式，通讯稳定，系统投资较小。但受通讯距离和线路阻抗匹配的制约，只能连接较少数量的用户终端，为保证通讯的可靠性，线路阻抗需进行现场匹配调整，增加施工的难度。根据以上分析，目前市场上推出的产品存在以下不足之处电能计量能耗高但精度不高，或者价格昂贵难以被用户接受。电费抄表的改进重在对传统产品的改良，改良资金的投入与产出效果不理想，无法实现规模化生产，生产成本降价空间有限。网络接口要么采用现成的电力电网作数据传输媒体，电力线路中的各种干扰无法全部排除，实际应用中效果不佳，实用性不强；要么采用无线电方式，性能价格比太高；要么采用串行485总线，信号衰减大，通讯距离受限。且对外通讯只有联网通讯一种，形式单一，对于不适宜联网安装必需上门集中抄表的用户，或者只适宜实施“预付费方式”供电的用户都无法使用，供供电部门选择的方法单一。且用户终端只能向上级计算机单向传输用电数据，上级计算机不能远程控制用户终端，无法实现“双工”通信。产品结构分散，分立单元之间如从机械表到采集器线路的连接，对安装施工和运行维护增加了不少的工作量和费用，并给窃电者提供了可乘之机。对供电系统现行的管理方法缺乏全面了解，产品设计中只针对某一实际问题的解决，产品功能单一。缺乏个性化设计。传统的配电箱一般都是十几个电表集中安装在一起，用户很难分清自家电表的位置，再加上电表计数器显示窗口太小，用户读表有一定难度。即使读下电表读数，也是一个累计电度数，还得减去上月抄表电度数才能得知本月用电量。由于太麻烦，绝大多数用户都懒得去理会；少数用户抄表几次，最终也是嫌麻烦，只得放弃。所以一旦发生电费纠纷，用户手中缺乏第一手证据，无法与供电部门理论。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题就是针对目前电能表存在的不足，提出一种新型的集成电表，集电能计量、智能控制、双工通讯、结构紧合于一身，实现供电部门对于多家用户用电情况的智能化管理。本技术的技术方案是将多个用户回路的计量、控制器件集成于一个用防火阻燃工程塑料制做的方框外壳内，采用一个微处理器(CPU)进行智能化管理和控制，实现供电局对用户的遥信、遥控、遥调及分时计费、自检报错、短路保护、过流保护、数据记录等功能。本技术由电能取样计数模块、中心微处理器(CPU)模块、串行数据读写存储器模块、串行通讯模块、拉合闸控制模块、工作电源模块、显示模块和按键电路模块组成。电能取样计数模块的大部分元器件集成在计数器板上，中心微处理器(CPU)模块、串行数据读写存储器模块、串行通讯模块集成在CPU板上，拉合闸控制模块集成在拉闸电路板上，工作电源模块集成在开关电源板上，显示模块和按键电路模块集成在显示板上。计数器板、CPU板、拉闸电路板、开关电源板都插在插座板上。插座板、显示板、红外线电路板及用户回路、用户开关等全装在塑料方框外壳中。塑料方框外壳的面板上设置总开关、显示窗、脉冲信号灯、红外线收发窗、IC卡读写端口、用户编号栏及电费单据信箱、用户开关箱活动透明外罩、宣传广告栏。总开关在校表和维护时，切断供电电网进线电源，确保检修人员的人身安全和设备安全。同时用户发生短路事故时，若用户开关保护失效，总开关切断电源，起速断保护作用。宣传广告栏既可用于用电安全宣传，又可用作商业广告宣传。用户编号栏可将用户的编号、开关位置及集成电表的使用说明框于“编号栏”内，便于用户随时查阅。用户编号栏的后半部用作存放用户电费收据的信箱，用户能随时取到自己电费收据，解决以前电费单据无人保管丢失问题。其工作过程是集成电表初始化后，由电能取样计数模块采集用户的用电数据，用电数据送至CPU进行计算后保存到串行数据读写存储器模块，并通过串行通讯模块上报到供电局和抄表员，用户也可通过显示电路随时查看用电情况，同时设置拉合闸控制模块控制用户的超功率用电和欠费拉闸断电催交。电能取样计数模块可根据用户需求设置相应的回路，每个回路由电能模数转换电路、光电隔离电路、计数器、三态门缓冲器、缓冲器地址译码器电路组成，计数器、三态门缓冲器、缓冲器地址译码器电路集成在计数器板上，其主要功能是对电能模拟量取样，将模拟量转换成数字信号，计数后传送给CPU的I/O端口。中心微处理器(CPU)模块由CPU、日历时钟电路、程序存储器(EPROM)、读写存储器(RAM)、地址锁存器、地址译码器、程序监测器、复位电路、掉电中断保护电路、按键电路组成。此模块接受电能取样计数模块的电能数据，存到串行数据读写存储器模块，根据用户用电情况发出拉、合闸命令，在对外通信时发出串行通讯命令、红外线通讯命令、报错命令，并与串行通讯模块进行各项用电数据的接收和发送，同时将需要显示的各项数据送到显示电路。串行数据读写存储器模块由系统参数串行程序存储器EEP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立珉，
申请(专利权)人：陈立珉，
类型：实用新型
国别省市：