專(zhuān)利名稱(chēng):有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀的制作方法
本發(fā)明涉及一種采用有線(xiàn)通道(市話(huà)，載波電話(huà))調(diào)制解調(diào)傳輸技術(shù)，對(duì)用戶(hù)用電量、用電負(fù)荷及其它用電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的采集、計(jì)算、、歷史記錄傳輸并進(jìn)行有效的遙控操作的裝置，屬于電力系統(tǒng)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域：
。
目前，社會(huì)上的表計(jì)計(jì)量普遍采用人工抄錄、人工核算的方法。這種方法，一方面需要大量的人力資源，另一方面不能有效及時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量各用戶(hù)的實(shí)際用量，且不能對(duì)峰谷用電情況及超荷實(shí)施有效的控制。此外，有部分用戶(hù)采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式，對(duì)表計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種方式具有許多弱點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)頻道資源有限，相互干擾大，誤碼率高，技術(shù)復(fù)雜，投資大，故不太適宜大范圍的推廣。另外，也有采用專(zhuān)用線(xiàn)路傳輸方式的，其通訊線(xiàn)路的造價(jià)太高，線(xiàn)路維護(hù)困難大。再有采用市話(huà)線(xiàn)路音頻信號(hào)調(diào)制傳輸技術(shù)的，其傳輸?shù)乃俣冗^(guò)慢，對(duì)通道占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可靠性差，通訊資源浪費(fèi)大。
本發(fā)明的目的在于同用戶(hù)提供一種將用戶(hù)用電的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)記錄告知用戶(hù)且通過(guò)有線(xiàn)通道傳輸?shù)街行目刂贫恕⒅行目刂贫丝上蛴脩?hù)端的裝置發(fā)送遙控跳合閘命令的、工作性能可靠、結(jié)構(gòu)合理、造價(jià)低的有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀。
本發(fā)明的有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀主要包括以下部分，即單片微處理機(jī)(1)、地址鎖存器(2)、程序存貯器(3)、數(shù)據(jù)存貯器(4)、譯碼選擇電路(5)、時(shí)鐘電路(6)、打印I/O驅(qū)動(dòng)電路(7)、繼電器驅(qū)動(dòng)隔離器(8)、跳合繼電器(9)、采樣接口隔離器(10)、采樣信號(hào)放大器(11)、紅外光電傳感器(12)、顯示器接口電路(13)、鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)(14)、復(fù)位電路(15)、數(shù)據(jù)接收發(fā)送控制器(16)、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(17)、振鈴接收檢測(cè)電路(18)、預(yù)接通電路(19)、話(huà)路保護(hù)器(20)、防掉電電路(21)。其中單片微處理機(jī)(1)包括集成電路“U4”及外圍電路；地址鎖存器(2)為“U22”；程序存貯器(3)“U10”；數(shù)據(jù)存貯器(4)為“U5”；譯碼選擇電路(5)包括“U7、U8、U9”；時(shí)鐘電路(6)為“U13、U17”；打印I/O驅(qū)動(dòng)電路(7)包括“U14、U24”；繼電器驅(qū)動(dòng)隔離器(8)包括“U25、U26”及晶體管“D25、D26、D27、D28”；跳合繼電器(9)包括“J3、J4”；采樣接口隔離器(10)包括“U18、U19、U20、U21”及二極管“D10～D25”；采樣信號(hào)放大(11)包括“U29”及“U30、U30B”；顯示器接口電路(13)及鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)(14)為“U6”；復(fù)位電路(15)包括“U28C、U28D”；數(shù)據(jù)接收發(fā)送控制電路(16)、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(17)合為“U2”；振鈴接收檢測(cè)電路(18)為“U27A、U27B、U3”；預(yù)接通電路(19)包括RK1、RK2、CK、J2、D3，話(huà)路保護(hù)電路(20)包括R8、Cx、變壓器T1、穩(wěn)壓器DW1、DW2，防掉電電路(21)包括二極管D8、電阻R11、開(kāi)關(guān)S1及充電電池G2。在電路結(jié)構(gòu)方面，該計(jì)量控制儀主要分信號(hào)采集、信號(hào)傳輸以及信號(hào)處理幾個(gè)部分，其中信號(hào)采集部分采用紅外光電傳感器(12)。通過(guò)采樣信號(hào)放大(11)及采樣接口隔離(10)與單片微處理機(jī)(1)連接。傳輸部分采用現(xiàn)有的有線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)路(22)，單片微處理機(jī)(1)通過(guò)數(shù)據(jù)接收發(fā)送控制電路(16)、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(17)、話(huà)路保護(hù)電路(20)與振鈴接收檢測(cè)電路(18)和預(yù)接通電路(19)組成的通訊接口，與傳輸部分的有線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)路(22)相連接。信號(hào)處理的輸出控制部分包括繼電器驅(qū)動(dòng)隔離器(8)、跳合繼電器(9)，鎖存器“U1”的輸出端“E0、E1、E2、E3”與繼電器驅(qū)動(dòng)隔離器(8)中的光電隔離器“U25、U26”的輸入端相接，繼電器驅(qū)動(dòng)器(8)的輸出端即晶體管“D25、D26、D27、D28”的集電極，分別與跳合繼電器(9)中繼電器J1、J2、J3、J4的線(xiàn)圈端“00、01、02、03”相連接。在話(huà)路保護(hù)電路(20)中，采用過(guò)壓、隔直流、抗雷擊的三重保護(hù)方法，其中過(guò)壓保護(hù)是在變壓器T1原方的兩端并接兩個(gè)相串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DW1、DW2，兩只穩(wěn)壓管的正極相連，負(fù)極分別接在變壓器的兩個(gè)輸入端上。在隔直保護(hù)中，變壓器T1的付方與繼電器J1的常開(kāi)觸點(diǎn)之間串接一只隔直電容Cx。在抗雷擊保護(hù)方面，在繼電器J1和J2的開(kāi)關(guān)動(dòng)作端間串接一個(gè)阻容抗雷擊電路，該電路中一個(gè)電阻Rk與一個(gè)電容Ck相并聯(lián)后，再與電阻RK1相串聯(lián)構(gòu)成。本發(fā)明各部位的工作過(guò)程為安裝在用戶(hù)電表(三相有功電表，三相無(wú)功電表，單相有功電表)中的紅外光電傳感器(12)為紅外光線(xiàn)發(fā)射與接收二級(jí)管，當(dāng)電度計(jì)量表的轉(zhuǎn)軸上的葉片隨電度表轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將轉(zhuǎn)動(dòng)位移量轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈產(chǎn)生四個(gè)脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣接口隔離器(10)以保證外部干擾不進(jìn)入微機(jī)系統(tǒng)，然后再經(jīng)過(guò)U29、U30即信號(hào)放大(11)通過(guò)鎖存器U12進(jìn)入單片微機(jī)(1)、程序存貯器(3)、地址鎖存器(2)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(4)組成的微型電腦系統(tǒng)，該系統(tǒng)將根據(jù)存入的初始用電參數(shù)，其中包括用戶(hù)用電的電壓比(PT)，電流比(CT)，電度表轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù)，峰平谷時(shí)時(shí)間分段和各種額定值，還有系統(tǒng)時(shí)間等，進(jìn)行記錄，計(jì)算，統(tǒng)計(jì)，分析。當(dāng)用戶(hù)需要打印時(shí)，微電腦系統(tǒng)將通過(guò)I/O驅(qū)動(dòng)電路(7)向打印機(jī)發(fā)送控制和數(shù)據(jù)代碼來(lái)完成漢字報(bào)表的打印，另外通過(guò)對(duì)顯示器接口電路(13)的驅(qū)動(dòng)將有關(guān)數(shù)據(jù)信息顯示在由數(shù)碼管和發(fā)光二級(jí)管組成的顯示器上，當(dāng)用戶(hù)對(duì)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)(14)進(jìn)行操作時(shí)，信號(hào)通過(guò)鎖存器U6后進(jìn)入微電腦系統(tǒng)，系統(tǒng)將根據(jù)鍵盤(pán)指令進(jìn)行各種操作。當(dāng)用戶(hù)的用電情況超過(guò)額定值后或系統(tǒng)中心控制端通過(guò)有線(xiàn)通道下達(dá)指令后，本微電腦系統(tǒng)通過(guò)向鎖存器U1發(fā)送相關(guān)指令，從而通過(guò)下達(dá)指令后，本微電腦系統(tǒng)通過(guò)向鎖存器U1發(fā)送相關(guān)指令，從而通過(guò)光電隔離U16在另一側(cè)使三極管D27、D28導(dǎo)通，進(jìn)而使第一級(jí)繼電器J3、J4動(dòng)作。當(dāng)振鈴接收檢測(cè)電路(18)中的光電隔離U3和U27將鈴流的交流信號(hào)整形為脈沖信號(hào)后，被微處理器Intel8098接收后，在一定的延時(shí)后微處理器向預(yù)接通電路(19)發(fā)送指令，使預(yù)接通繼電器接通，此時(shí)系統(tǒng)中心控制端已認(rèn)為通道接通，但實(shí)際通道并沒(méi)有接通數(shù)據(jù)接收發(fā)送控制電路(16)，一定延時(shí)后以便通道情況穩(wěn)定，微處理器Intel8098向數(shù)據(jù)接收發(fā)送控制電路(16)發(fā)送指令，使通訊繼電器接通，再控制數(shù)據(jù)調(diào)制調(diào)器(17)向有線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)路(22)發(fā)送載波信號(hào)，等接收系統(tǒng)中心控制端所發(fā)送的載波信號(hào)后，微處理器Intel8098將通過(guò)U2完成與中心系統(tǒng)中心控制端的軟件通訊規(guī)約，本微處理器發(fā)送有關(guān)數(shù)據(jù)并接收有關(guān)命令。將有關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(4)中。當(dāng)通訊完成后微處理器向預(yù)接通繼電器和通訊繼電器發(fā)出指令使其斷開(kāi)與有線(xiàn)通道的連接。這樣便完成一次本計(jì)量控制儀與系統(tǒng)中心控制端的通訊。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用了該裝置后供電部門(mén)的管理自動(dòng)化程度明顯提高，能及時(shí)了解及控制各用戶(hù)的用電情況，省掉了大量的人力，且能完成對(duì)用戶(hù)的實(shí)時(shí)控制，有力地保證了電網(wǎng)的正常運(yùn)行，保證了網(wǎng)內(nèi)各用戶(hù)的正常用電，同時(shí)還能對(duì)峰谷用電情況及超負(fù)荷情況實(shí)施有效地控制。在信號(hào)傳輸方面，由于采用的是有線(xiàn)傳輸，因此不占用無(wú)線(xiàn)電信道，且干擾小，誤碼率低，總體投資明顯減少，使用的可靠性大大高于無(wú)線(xiàn)傳輸。另外，本發(fā)明具有通用性，采用單片微處理機(jī)系統(tǒng)，能對(duì)具有位移量計(jì)量?jī)x表的用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計(jì)算、記錄、顯示與打印，并通過(guò)有線(xiàn)通道，市話(huà)或載波電話(huà)，與中心控制進(jìn)行通訊，將有關(guān)數(shù)據(jù)匯報(bào)并執(zhí)行有關(guān)控制命令。這樣構(gòu)成一個(gè)完成整的分布式并行處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)微機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，從而進(jìn)一步提高辦公自動(dòng)化程度。本裝置采用大規(guī)模集成器件，可靠性強(qiáng)、擴(kuò)展容易、維護(hù)簡(jiǎn)單?？梢詾殡娏?、石油化工、水汽的系統(tǒng)的表計(jì)自動(dòng)計(jì)量、考核、控制提供了價(jià)廉可靠的高度自動(dòng)化的實(shí)用裝置。

圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是數(shù)據(jù)接收發(fā)送電路(16)、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(17)、振鈴接收檢測(cè)電路(18)、預(yù)接通電路(19)、話(huà)路保護(hù)電路(20)及繼電器驅(qū)動(dòng)隔離器(8)、跳合繼電器(9)的電原理圖。
圖3是采樣接口隔離器(10)、采樣信號(hào)放大器(11)的電原理圖。
圖4是單片微處理機(jī)(1)、地址鎖存器(2)、復(fù)位電路(15)的電原理圖。
圖5是程序存貯器(3)、數(shù)據(jù)存貯器(4)、譯碼電路(5)的原理圖。
圖6是時(shí)鐘電路(6)、打印I/O驅(qū)動(dòng)電路(7)、顯示器接口電路(13)、鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)(14)、防掉電電路(21)的電原理圖。
本發(fā)明的實(shí)施方案為集成電路U1、U6、U16、U24、采用的型為“74LS245”,U11、U13、U14、U15、U22采用的型號(hào)為“74LS273”,U25、U26、U3、U18、U19、U20、U21采用的是光電耦合器“MCT6”,U27、U28、U29、U30采用的是反相器“74L514”,U2采用的型號(hào)為“MC145443”,U4采用的型號(hào)為“8098”微處理器，U5為存貯器“6264”,U7、U8 U9采用的型號(hào)為“74LS138”,U10為存貯器“27256”,U17為“5832”,U23為“74LS374”，晶體管D25、D36、D27、D28采用的型號(hào)為“1815”，紅外光電傳感器(12)采用射式紅外光電探頭，安裝在電表轉(zhuǎn)盤(pán)的側(cè)面，其它所有集成電路均安裝在一塊線(xiàn)路板上，集成電路U24的B0～B7與打印機(jī)相接，這樣便組成了本實(shí)用新型的有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀。
權(quán)利要求
1．一種有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀，由信號(hào)采集部分傳輸部分及信號(hào)處理部分所組成，其特征在于信號(hào)采集部分采用紅外光電傳感器(12)，通過(guò)采樣信號(hào)放大器(11)及采樣接口隔離器(10)與單片處理機(jī)(1)連接；傳輸部分采用現(xiàn)有的有線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)路(22)，單片微處理機(jī)(1)通過(guò)數(shù)據(jù)接收發(fā)送控制電路(16)、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(17)、話(huà)路保護(hù)電路(20)與振鈴接收檢測(cè)電路(18)和預(yù)接通電路(19)組成的通訊接口，與傳輸部分的有線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)路(22)相連接。
2．根據(jù)權(quán)利要求
1所述的有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀，其特征在于信號(hào)處理的輸出控制部分包括繼電器驅(qū)動(dòng)隔離器(8)，跳合繼電器(9)，鎖存器U1的輸出端E0、E1、E2、E3與繼電器驅(qū)動(dòng)隔離器(8)中的光電隔離器“U25、U26”的輸入端相接，繼電器驅(qū)動(dòng)器隔離器(8)的輸出端即晶體管“D25、D26、D27、D28”的集電極，分別與跳合繼電器(9)J1、J2、J3、J4中繼電器線(xiàn)圈端“00、01、2、03”相連接。
3．根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀，其特征在于話(huà)路保護(hù)電路(20)中，變壓器T1原方的兩端并接兩個(gè)串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DW1、DW2，兩只穩(wěn)壓管的正極相連接，負(fù)極分別接在變壓器的兩個(gè)輸入端上。
4．根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀，其特征在于變壓器T1的付方與繼電器J1的常開(kāi)觸點(diǎn)之間串接一只隔直電容Cx。
5．根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的有線(xiàn)傳輸式智能用計(jì)量控制儀，其特征在于繼電器J1和J2的開(kāi)關(guān)動(dòng)作端之間串接一個(gè)阻容抗雷擊電路，該電路由一個(gè)電阻Rk與一個(gè)電容Ck相并聯(lián)后再與電阻Rk1相串聯(lián)構(gòu)成。
6．根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀，其特征在于紅外光電傳感器(12)采用直射式紅外光電探頭。
專(zhuān)利摘要
有線(xiàn)傳輸式智能用電計(jì)量控制儀是一種采用有線(xiàn)通道即有線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)路對(duì)用戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制的設(shè)備，屬于電力系統(tǒng)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域：
。該裝置的信號(hào)采集部分采用紅外光電傳感器，通過(guò)采樣信號(hào)放大器及采樣接口隔離與單片微機(jī)連接，傳輸部分采用現(xiàn)有的有線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)路，單片微處理機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)接收發(fā)送電路、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器，話(huà)路保護(hù)電路，振鈴接收檢測(cè)和預(yù)接通電路組成的通訊接口與傳輸線(xiàn)路相連接。
文檔編號(hào)G01R11/16GKCN1045507SQ95110983
公開(kāi)日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1995年3月25日
發(fā)明者李文吉, 穆建民 申請(qǐng)人:江蘇蘇電自控電器廠(chǎng)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan