專利名稱：基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用電管理系統(tǒng)，特別涉及基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置。
背景技術(shù)：
為了解決單位集體住宅用電控制與管理中出現(xiàn)的新問題，目前許多購買單位集體住宅用電控制與管理系統(tǒng)。這些用電智能控制與管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設計上各有千秋，功能上也稍有不同，但最終都較好地解決了單位集體住宅用電控制與管理上存在的問題，使后勤改革上了嶄新的臺階。但有些院校由于資金不足，對這些產(chǎn)品只能望塵莫及，單位集體住宅用電一直處于混亂狀態(tài)，更談不上收取電費，單位的經(jīng)濟負擔明顯加重。因此也有不少出于經(jīng)濟和適應性的考慮，自發(fā)設計和研制適合本校情況的單位集體住宅用電控制與管理系統(tǒng)。在這種形勢下，IC卡預付費電表、紅外無線式抄表、計算機抄表、電力載波等許多新的用電管理方法在的單位集體住宅得到了推廣和使用，并取得了一定的管理效果，但也存在著一些不足。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了解決上述問題，以較高的性價比，吸取上述各種用電控制與管理系統(tǒng)的優(yōu)點，充分利用當前成熟、可靠的局域網(wǎng)絡和目前流行的嵌入式技術(shù)，研發(fā)并設計了基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置。該基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置包括現(xiàn)場控制柜、液晶顯示屏以及多用戶柜式電能表；現(xiàn)場控制柜采用內(nèi)置嵌入式計算機；液晶屏懸掛于住宅樓出口大廳，通過液晶顯示屏接口與現(xiàn)場控制柜相連；多用戶柜式電能表通過RS485總線與現(xiàn)場控制柜相連，多用戶柜式電能表中放置有若干個電量采集板，每個采集板包含16個電量采集卡、I個單片機數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口。該裝置適合單位集體住宅用電特點，較好地解決了單位集體住宅用電存在的問題，并且該裝置只需要購買一些必要的硬件設備，比如現(xiàn)場控制柜、大屏幕漢字液晶顯示屏以及多用戶柜(箱)式電能表等。因此價格相對較低。對普及推廣使用單位集體住宅用電控制與管理系統(tǒng)具有深遠意義。

圖I是基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置框架結(jié)構(gòu)圖；圖2是嵌入式計算機硬件結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
現(xiàn)場控制裝置的硬件包括現(xiàn)場控制柜、液晶顯示屏以及多用戶柜(箱)式電能表等；現(xiàn)場控制柜采用內(nèi)置嵌入式計算機；液晶屏懸掛于住宅樓出口大廳，通過液晶顯示屏
3接口與現(xiàn)場控制柜相連；多用戶柜式電能表通過RS485總線與現(xiàn)場控制柜相連，多用戶柜式電能表中放置有若干個電量采集板，每個采集板包含16個電量采集卡、I個單片機數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口。(I)現(xiàn)場控制柜每棟住宅樓配置一臺現(xiàn)場控制柜?，F(xiàn)場控制柜是基于網(wǎng)絡的嵌入式用電管理系統(tǒng)的直接控制部分，控制中心的遠程控制通過現(xiàn)場控制柜實現(xiàn)，在網(wǎng)絡斷開時獨立工作，存儲各個單位集體住宅一切當前用電數(shù)據(jù)，是基于網(wǎng)絡的嵌入式用電管理系統(tǒng)的通訊控制樞紐，因此保證現(xiàn)場控制柜的可靠性與穩(wěn)定性是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵?？紤]到安裝和放置的方便以及可靠性和穩(wěn)定性的較高要求，現(xiàn)場控制柜采用嵌入式內(nèi)核，即內(nèi)置嵌入式計算機。嵌入式計算機主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設備等組成。嵌入式微處理器 (CPU)是嵌入式計算機的核心，主要負責與控制中心的通信，報警信息，與多用戶柜(箱)式電能表通信采集電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，并完成現(xiàn)場控制終端的數(shù)據(jù)處理和綜合控制。現(xiàn)場控制裝置硬件平臺的核心決定采用32位ARM920T處理器S3C2410，S3C2410是32位低功耗RISC宏單元，其工作頻率為203MHz，可在上面運行絕大多數(shù)操作系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)。配置2MB NOR Flash所用芯片為AM29LV160DB-90EC，用于固化測試程序；配置64MB SDRAM，所用芯片為K4S561632，用于系統(tǒng)內(nèi)存，SDRAM可外接電池來保持數(shù)據(jù)，發(fā)生掉電時SDRAM的內(nèi)容可保持，因此可將重要的數(shù)據(jù)保存在SDRAM中，如采集到的電表實時數(shù)據(jù)；配置64MB NAND Flash，用于固化LI NUX內(nèi)核、根文件系統(tǒng)以及VIVI等。外圍擴展部分包括IOM以太網(wǎng)接口，UART接口，USB接口，實時時鐘，自定義鍵盤(5*5)，IXD 接口，可以連接TFT或者STN規(guī)格的液晶屏，其中UART接口有三個，分別為UARTO、UARTI和 UART2，其中UARTO和UARTl為標準9針RS-232串口，UART2為RS-485串口。配備操作鍵盤，進行安裝和調(diào)試，配備手動操作砸和相關(guān)按鈕，實現(xiàn)故障檢修等操作。嵌入式硬件平臺充分保證了系統(tǒng)的抗干擾性強，防曬、防潮、防電磁干擾等優(yōu)點。(2)液晶顯示屏配備大屏幕漢字液晶顯示屏，懸掛于住宅樓出口大廳，通過液晶顯示屏接口與現(xiàn)場控制柜相連，循環(huán)顯示整個住宅樓各個房間的用電信息(總電量、剩余電量、斷電次數(shù)等)并指示相關(guān)狀態(tài)(正常供電、異常斷電、通訊中斷、單元預存電量低限報警等)。(3)多用戶柜(箱)式電能表多用戶柜(箱)式電能表是一種新型的電能表，柜式電能表分三種可分別管理96 間、128間、208間住宅，箱式電能表分兩種可分別管理16間、32間住宅，一般來說，每層安裝一個多用戶柜(箱)式電能表，柜式可安放在單位集體住宅的配電間，箱式可安放在住宅樓的每一層走廊墻壁上。它較普通用電管理設備，具有智能管理模式、LCD漢字顯示系統(tǒng)、防短路、防過載、防竊電以及惡性負載的識別等多項功能，其中惡性負載的識別是指電爐子、 熱得快、電熱杯等嚴重存在安全隱患的用電器的識別，準許住宅使用一些電腦、空調(diào)、冰箱等不存在安全隱患的大負載用電設備，節(jié)約成本的同時提高了可靠性。此外還具有體積小， 安裝維修方便等優(yōu)點。多用戶柜(箱)式電能表中放置有若干個電量采集板(功能相當于智能電表)，每個采集板包含16個電量采集卡、I個單片機數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口及相關(guān)電路等部分，可采集16個房間的用電信息，主要是住宅剩余電量、惡性負載使用情況等，其中惡性負載的識別主要依據(jù)瞬時功率和功率因數(shù)。其中單片機數(shù)據(jù)處理卡具有電量數(shù)據(jù)采集、處理、存儲及轉(zhuǎn)發(fā)等功能；它以脈沖采集方式采集數(shù)據(jù)，并以一定的算法或程式將采集數(shù)據(jù)加以周期性和選擇性的存儲，同時將實時或歷史電量數(shù)據(jù)以現(xiàn)場控制柜要求的格式和內(nèi)容傳遞給現(xiàn)場控制柜。三類柜式電能表中分別放置6塊、8塊、13塊電量采集板，兩類箱式電能表分別放置I塊、2塊電量采集板。電量采集板通過RS-485總線將所測數(shù)據(jù)上傳至現(xiàn)場控制柜，同時接受現(xiàn)場控制柜的下傳信號，開啟或關(guān)斷某一單元電路。盡管本實用新型在這里結(jié)合特定的實施例進行了具體描述，但可以理解的是這是例證而不是限制，在不脫離附帶權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神的前提下，在前文所公開的和附圖的范圍內(nèi)，合理的變化和修正都是可能的。
權(quán)利要求1.基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置，該裝置包括現(xiàn)場控制柜、液晶顯示屏以及多用戶柜式電能表；其特征在于現(xiàn)場控制柜采用內(nèi)置嵌入式計算機；液晶屏懸掛于住宅樓出口大廳，通過液晶顯示屏接口與現(xiàn)場控制柜相連；多用戶柜式電能表通過RS485總線與現(xiàn)場控制柜相連，多用戶柜式電能表中放置有若干個電量采集板，每個采集板包含16個電量采集卡、I個單片機數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口。
專利摘要本實用新型以較高的性價比，吸取上述各種用電控制與管理系統(tǒng)的優(yōu)點，充分利用當前成熟、可靠的局域網(wǎng)絡和目前流行的嵌入式技術(shù)，研發(fā)并設計了基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置。該基于用電管理系統(tǒng)的現(xiàn)場控制裝置包括現(xiàn)場控制柜、液晶顯示屏以及多用戶柜式電能表；現(xiàn)場控制柜采用內(nèi)置嵌入式計算機；液晶屏懸掛于住宅樓出口大廳，通過液晶顯示屏接口與現(xiàn)場控制柜相連；多用戶柜式電能表通過RS485總線與現(xiàn)場控制柜相連，多用戶柜式電能表中放置有若干個電量采集板，每個采集板包含16個電量采集卡、1個單片機數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口。
文檔編號G05B19/418GK202351689SQ20112052076
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者王喜峰 申請人:河南省電力公司開封供電公司