專利名稱：智能用電定量控制器的制作方法
一種智能用電定量控制器，特別是對在380V和110KV范圍內(nèi)不同的用電時區(qū)、不同時區(qū)內(nèi)的用電量和用電最大允許負荷及用戶違章用電情況進行全時區(qū)、全方位管理和控制的智能用電定量控制器。
目前，供電管理系統(tǒng)一般都采用磁卡作為用戶卡。磁卡只能記錄用戶的購電量，而對用戶的用電過程只予計量，不能控制。中國專利91106986.0號公開的“分時計量負荷控制柜”，雖然具有自動分時計量及峰谷負荷控制功能，但不能實現(xiàn)先購電，后用電，不能對用電參數(shù)進行在線設(shè)計，不能對用戶違章用電的情況進行記錄。
本發(fā)明的目的在于提供一種用戶必須先購電后用電，而且必須按供電部門設(shè)定的時區(qū)范圍、負荷限額用電，又能對用電參數(shù)進行在線設(shè)計和分時計量的智能用電定量控制器。
本發(fā)明的目的是通過下述方案來實現(xiàn)的采用MCS-51系列單片機作為計量控制的核心，采用電可擦除、改寫、掉電后二十年內(nèi)不丟失數(shù)據(jù)的E2PROM芯片作為IC用戶卡的記錄載體。它不但可記載用戶的購電數(shù)及購電后用電剩下的余額，還可記載供電部門設(shè)定的各項用電參數(shù)和用戶違反用電參數(shù)用電的違章次數(shù)以及用戶在不同時區(qū)(如每日供電的三峰一谷一平時區(qū))耗用的電量;采用掉電后可保持數(shù)據(jù)20年的長壽命實時鐘芯片DS1216作為時鐘系統(tǒng);采用雙用戶卡結(jié)構(gòu)，其中一個為在用卡，另一個為備用卡，以保證對用戶供電的連續(xù)性;利用單片機的外部中斷技術(shù)進行各種用電參數(shù)的在線設(shè)計;利用光電門對標(biāo)準機械電表的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進行用電量的計量，通過標(biāo)準機械電表的轉(zhuǎn)速來測量用戶用電負荷的大小，以實現(xiàn)對用戶用電信號的采樣;采用固體繼電器，由單片機控制已設(shè)定的用電參數(shù)的執(zhí)行，超越設(shè)定的參數(shù)運行，報警系統(tǒng)發(fā)出警報，在限定的時間內(nèi)，用戶若不降低負荷，控制器會切斷用戶供電系統(tǒng)的電源。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明

圖1是本發(fā)明的原理方框圖。從圖中可以看出智能用電定量控制器由電源板、MCS-51系列單片機、用戶卡、內(nèi)藏鍵盤、時鐘系統(tǒng)、顯示板、超負荷聲報警、互感器、信號采樣、合閘繼電器、拉閘繼電器、供電自動開關(guān)等部分組成。智能用電定量控制器由電源板經(jīng)配電后供給電源，用戶的用電量和用電負荷由互感器和信號采樣系統(tǒng)把有關(guān)信號輸入單片機處理。作為控制核心的MCS-51系列單片機選用了8031單片機。用戶卡1和用戶卡2均采用E2PROM芯片，用戶須先持用戶卡到供電部門購電，供電部門將用戶購買的電量通過配套的寫卡機寫入用戶卡后，將用戶卡插入控制器中，方可啟動合閘繼電器供電，否則無法合閘供電。一旦對用戶供電，控制器會對在用用戶卡的電量實行倒計數(shù)，并在顯示板上顯示出來，當(dāng)在用卡的電量所剩不多時，用戶須持備用用戶卡去供電部門購電，購電后將卡插入控制器中。當(dāng)在用卡的電量用完后，控制器會自動轉(zhuǎn)入原備用卡用電，這樣原備用卡就成了在用卡，而原在用卡就成了備用卡，如此反復(fù)更替。只要用戶保證任一用戶卡中存有購得的有效電量并在設(shè)定的用電參數(shù)內(nèi)用電，供電就可以保證是連續(xù)性的。用戶卡可帶電拔出和插入。內(nèi)藏鍵盤只能由供電部門操作使用，主要用于對用戶的用電時區(qū)、各時區(qū)的用電負荷等用電參數(shù)進行在線設(shè)定，這些用電參數(shù)包括當(dāng)時時間、限電時區(qū)、限電負荷。這些參數(shù)一旦被設(shè)定后，用戶必須在設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi)用電。在限定的時區(qū)內(nèi)，用戶若超過設(shè)定的負荷用電，超負荷聲報警系統(tǒng)會發(fā)出警報，值班員及時把負荷減到設(shè)定負荷以下后，聲報警解除。若值班員沒有及時減低負荷，延時一段時間后，拉閘繼電器會自動拉閘。拉閘后當(dāng)用戶將負荷減至設(shè)定的負荷范圍內(nèi)以后，又可啟動合閘繼電器供電，但控制器已記錄用戶違章合閘一次。每次違章合閘，控制器都有記錄。當(dāng)供電部門要對用戶的用電情況進行查詢時，控制器的顯示板上會顯示出當(dāng)時時間、限負荷始末時間和限定負荷、用戶在不同時區(qū)的用電量和用戶違章合閘的次數(shù)等。供電部門亦可在用戶持卡購電時，通過用戶卡在寫卡機上對用戶用電的情況進行查詢，從而為供電部門全面掌握用戶的用電情況提供了依據(jù)，為不同用電時區(qū)實行不同電價提供了準確數(shù)據(jù)。本發(fā)明的時鐘系統(tǒng)采用DS1216芯片作為實時鐘，掉電后可保持數(shù)據(jù)20年不丟失。本發(fā)明的軟件和硬件都可以加密，加密后，各用戶的用戶卡不能互換，從而為各不同單位實行不同電價提供了方便。
本發(fā)明可廣泛適用于380V和110KV的供電系統(tǒng)之中，與已有的供電管理系統(tǒng)比較，本發(fā)明具有下列優(yōu)點1、用戶必須先購電而后才能用電，用電過程又只能在供電部門設(shè)定的供電參數(shù)之內(nèi)，否則就會無法合閘或被自動拉閘。出現(xiàn)違章用電，控制器會自動記錄，供電部門亦可查知。
2、只要用戶實行先購電后用電并在供電部門設(shè)定的供電參數(shù)范圍內(nèi)用電，用戶的供電就可得到保障。而用戶在三峰一谷一平不同時區(qū)內(nèi)耗用的電量可以分別計量。
3、對本發(fā)明的軟件和硬件可進行加密保護。
因此，本發(fā)明確實是供電部門對眾多的用戶實行計劃用電，分線分戶考核，削峰填谷，提高負荷率，實現(xiàn)嚴密的科學(xué)管理的現(xiàn)代化手段。
權(quán)利要求
1.一種智能用電定量控制器，由電源板、MCS-51系列單片機、用戶卡、時鐘系統(tǒng)、內(nèi)藏鍵盤、超負荷聲報警、顯示板、互感器、信號采樣、合閘繼電器、拉閘繼電器、供電自動開關(guān)等組成，其特征是采用電可改寫、掉電后20年內(nèi)數(shù)據(jù)不丟失的E2PROM芯片作為IC用戶卡的記錄載體；用戶必須先購電，由供電部門將用戶的購電量寫入用戶卡后才能實現(xiàn)合閘供電；用戶卡共有兩個，用戶必須保持任一用戶卡中存有已購的有效電量并在設(shè)定的用電參數(shù)內(nèi)用電，才能實現(xiàn)正常供電；采用掉電后可保持數(shù)據(jù)20年的長壽命實時鐘芯片DS1216作為實時鐘；采用中斷技術(shù)對用戶的用電時區(qū)及用電負荷等用電參數(shù)可以進行實時在線設(shè)計；用電參數(shù)一旦設(shè)定，用戶必須在設(shè)定的用電參數(shù)范圍內(nèi)用電，才不會出現(xiàn)自動拉閘現(xiàn)象；若用戶超負荷用電，便會發(fā)出報警；在限定的時間內(nèi)，用戶主動將用電負荷降至設(shè)定的范圍之內(nèi)，報警自動解除；在限定的時間內(nèi)，用戶不降低用電負荷，便會自動拉閘；拉閘后用戶將負荷減至設(shè)定范圍之內(nèi)后再合閘供電，供電可以繼續(xù)，但會自動記錄用戶違章后合閘的次數(shù)。
全文摘要
智能用電定量控制器，以MCS-51系列單片機作為控制核心，從E
文檔編號H02H3/04GK1112742SQ9511060
公開日1995年11月29日 申請日期1994年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月29日
發(fā)明者王祝盈, 彭宏軒, 謝中, 翦知漸, 陳小林, 皮承憲, 管湘嵐 申請人:湖南省零陵無線電廠, 湖南大學(xué)實驗儀器研究所