單相多功能表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種單相多功能表，包括鍵盤輸入單元、存儲器、計(jì)量單元、LED驅(qū)動(dòng)控制單元、CPU主控單元以及開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路，計(jì)量單元的SPI通訊接口連接至CPU主控單元的第一組通用I/O口，存儲器的串行口連接至CPU主控單元的I2C串行接口，LED驅(qū)動(dòng)控制單元的串行口連接至CPU主控單元的第二組通用I/O口，開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路分別連接至CPU主控單元的第三組通用I/O口和CPU主控單元的第四組通用I/O口。通過鍵盤輸入單元分別設(shè)置電力計(jì)量參數(shù)的開關(guān)量動(dòng)作閾值，CPU主控單元可監(jiān)測計(jì)量單元的輸出，當(dāng)電力計(jì)量參數(shù)的測量值到達(dá)開關(guān)量動(dòng)作閾值時(shí)，單相多功能表按照設(shè)定的動(dòng)作模式以及特性輸出控制信號給開關(guān)量輸出電路，發(fā)出越限報(bào)警信號。
【專利說明】單相多功能表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種單相多功能表。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力自動(dòng)化的發(fā)展，安裝在用戶線路上的電力儀表不僅應(yīng)精確測量多種電力參數(shù)，還需要針對多個(gè)電力參數(shù)，一一進(jìn)行監(jiān)測控制，當(dāng)電力參數(shù)超過用戶設(shè)定的界限時(shí)，電力儀表輸出越限報(bào)警信號。現(xiàn)有的單相多功能表，并不具有監(jiān)測控制的功能，或者在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在控制箱內(nèi)安裝多個(gè)具有單一電力參數(shù)項(xiàng)的監(jiān)測控制儀表，這樣不僅安裝管理不方便，還帶來了一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種集成多種電力參數(shù)精確測量功能與多個(gè)電力參數(shù)項(xiàng)監(jiān)測控制功能于一體，便于安裝管理且體積小的單相多功能表。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用這樣一種單相多功能表，包括
[0005]鍵盤輸入單元，用以切換菜單與輸入編程參數(shù)；
[0006]存儲器，用以所述的編程參數(shù)的保存，所述的編程參數(shù)包括電力計(jì)量參數(shù)的開關(guān)量動(dòng)作閾值、開關(guān)量輸出延時(shí)和回滯量；
[0007]計(jì)量單元，用以接收來自電壓采樣單元和電流采樣單元的信號，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值；
[0008]LED驅(qū)動(dòng)控制單元，用以所述的鍵盤輸入單元的掃描碼的鎖存與數(shù)碼顯示單元的驅(qū)動(dòng)控制，所述的數(shù)碼顯示單元用以實(shí)時(shí)顯示輸入開關(guān)量、輸出開關(guān)量的狀態(tài)以及所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值、數(shù)量級、單位:
[0009]CPU主控單元，用于接收所述的計(jì)量單元輸出的電力計(jì)量參數(shù)的測量值，將所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值、數(shù)量級和單位相關(guān)聯(lián)地掃描顯示于所述的數(shù)碼顯示單元，所述的CPU主控單元還監(jiān)測所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值，當(dāng)所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值到達(dá)所述的開關(guān)量動(dòng)作閾值時(shí)，輸出控制信號至開關(guān)量輸出電路；
[0010]以及開關(guān)量輸入電路和所述的開關(guān)量輸出電路，所述的計(jì)量單元的SPI通訊接口連接至所述的CPU主控單元的第一組通用I/O 口，所述的存儲器的串行口連接至所述的CPU主控單元的I2C串行接口，所述的LED驅(qū)動(dòng)控制單元的串行口連接至所述的CPU主控單元的第二組通用I/O 口，所述的開關(guān)量輸入電路和所述的開關(guān)量輸出電路分別連接至所述的CPU主控單元的第三組通用I/O 口和所述的CPU主控單元的第四組通用I/O 口。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)于:通過鍵盤輸入單元分別設(shè)置電力計(jì)量參數(shù)的開關(guān)量動(dòng)作閾值，CPU主控單元可監(jiān)測計(jì)量單元的輸出，當(dāng)電力計(jì)量參數(shù)的測量值到達(dá)開關(guān)量動(dòng)作閾值時(shí)，單相多功能表按照設(shè)定的動(dòng)作模式以及特性輸出控制信號給開關(guān)量輸出電路，發(fā)出越限報(bào)警信號。
[0011 ] 特別地，所述的單相多功能表還包括485通訊單元，所述的485通訊單元的數(shù)據(jù)線連接至所述的CPU主控單元的UART串口。采用485通訊單元，可實(shí)現(xiàn)智能數(shù)顯儀表的遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。
[0012]特別地，所述的單相多功能表還包括電能脈沖輸出單元，所述的電能脈沖輸出單元分別自所述的計(jì)量單元的有功電能校驗(yàn)脈沖輸出端和所述的計(jì)量單元的有功電能校驗(yàn)脈沖輸出端取電，經(jīng)限流后分別接至第一光耦和第二光耦的輸入端，所述的第一光耦的輸出端和所述的第二光耦的輸出端分別引出有功脈沖輸出信號和無功脈沖輸出信號。采用無源光稱隔離輸出電能脈沖信號，可有效抑制信號傳輸過程中的干擾。
[0013]特別地,所述的單相多功能表還包括模擬量變送單元,所述的模擬量變送單元包括串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述的CPU主控單元的第五組通用I/O 口分別經(jīng)第三光耦、第四光耦和第五光耦引出所述的串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸入信號，串行時(shí)鐘輸入信號和片選信號，所述的串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸出信號接至第一運(yùn)放的同相端，所述的第一運(yùn)放和一三極管連接成第一電壓跟隨器，所述的三極管的集電極連接至第二運(yùn)放的同相端，所述的第二運(yùn)放的同相端還經(jīng)第一上拉電阻連接至直流電源，所述的第二運(yùn)放的輸出端接至達(dá)林頓管的基極，所述的達(dá)林頓管的發(fā)射極經(jīng)第二上拉電阻連接至所述的直流電源，所述的達(dá)林頓管的集電極輸出變送信號模擬量。采用第一運(yùn)放和三極管以及第二運(yùn)放與達(dá)林頓管結(jié)合的電路的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)4?20mA變送信號模擬量的隔離放大功能，加強(qiáng)變送信號模擬量的抗干擾性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例單相多功能表的原理方框圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例單相多功能表中電能脈沖輸出單元的原理圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例單相多功能表中模擬量變送單元的其中一部分的原理圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例單相多功能表中模擬量變送單元的另一部分的原理圖。【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1?4所示，一種單相多功能表，包括
[0019]鍵盤輸入單元，用以切換菜單與輸入編程參數(shù)；
[0020]存儲器，用以編程參數(shù)的保存，編程參數(shù)包括電力計(jì)量參數(shù)的開關(guān)量動(dòng)作閾值、開關(guān)量輸出延時(shí)和回滯量；
[0021]計(jì)量單元，用以接收來自電壓采樣單元和電流采樣單元的信號，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化電力計(jì)量參數(shù)的測量值；
[0022]LED驅(qū)動(dòng)控制單元，用以鍵盤輸入單元的掃描碼的鎖存與數(shù)碼顯示單元的驅(qū)動(dòng)控制，數(shù)碼顯示單元用以實(shí)時(shí)顯示輸入開關(guān)量、輸出開關(guān)量的狀態(tài)以及電力計(jì)量參數(shù)的測量值、數(shù)量級、單位；
[0023]CPU主控單元,用于接收計(jì)量單元輸出的電力計(jì)量參數(shù)的測量值,將電力計(jì)量參數(shù)的測量值、數(shù)量級和單位相關(guān)聯(lián)地掃描顯示于數(shù)碼顯示單元，CPU主控單元還監(jiān)測電力計(jì)量參數(shù)的測量值，當(dāng)電力計(jì)量參數(shù)的測量值到達(dá)開關(guān)量動(dòng)作閾值時(shí)，輸出控制信號至開關(guān)量輸出電路；[0024]以及開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路，計(jì)量單元的SPI通訊接口連接至CPU主控單元的第一組通用I/O 口，存儲器的串行口連接至CPU主控單元的I2C串行接口，LED驅(qū)動(dòng)控制單元的串行口連接至CPU主控單元的第二組通用I/O 口，開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路分別連接至CPU主控單元的第三組通用I/O 口和CPU主控單元的第四組通用I/O□。
[0025]單相多功能表還包括485通訊單元,485通訊單元的數(shù)據(jù)線連接至CPU主控單元的UART 串 口。
[0026]單相多功能表還包括電能脈沖輸出單元，電能脈沖輸出單元分別自計(jì)量單元的有功電能校驗(yàn)脈沖輸出端8209PF和計(jì)量單元的有功電能校驗(yàn)脈沖輸出端8209QF取電，經(jīng)限流后分別接至第一光耦PS601和第二光耦PS602的輸入端，第一光耦PS601的輸出端和第二光耦PS602的輸出端分別引出有功脈沖輸出信號PPl?PP2和無功脈沖輸出信號PQl?PQ2。
[0027]單相多功能表還包括模擬量變送單元,模擬量變送單元包括串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器Ul,CPU主控單元的第五組通用I/O 口分別經(jīng)第三光耦U5、第四光耦U6和第五光耦U7引出串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸入信號Din，串行時(shí)鐘輸入信號SCLK和片選信號CS1，串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸出信號OUT接至第一運(yùn)放IClA的同相端,第一運(yùn)放IClA和一三極管Ql連接成第一電壓跟隨器，三極管Ql的集電極連接至第二運(yùn)放IClB的同相端，第二運(yùn)放IClB的同相端還經(jīng)第一上拉電阻R17連接至直流電源+12V-1，第二運(yùn)放IClB的輸出端接至達(dá)林頓管的基極，達(dá)林頓管的發(fā)射極經(jīng)第二上拉電阻R28連接至直流電源+12V-1，達(dá)林頓管的集電極輸出變送信號模擬量OUTI。這里，達(dá)林頓管包括同極型的PNP三極管Q5、Q6。
【權(quán)利要求】
1.一種單相多功能表，其特征在于:包括 鍵盤輸入單元，用以切換菜單與輸入編程參數(shù)； 存儲器，用以所述的編程參數(shù)的保存，所述的編程參數(shù)包括電力計(jì)量參數(shù)的開關(guān)量動(dòng)作閾值、開關(guān)量輸出延時(shí)和回滯量； 計(jì)量單元，用以接收來自電壓采樣單元和電流采樣單元的信號，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值； LED驅(qū)動(dòng)控制單元，用以所述的鍵盤輸入單元的掃描碼的鎖存與數(shù)碼顯示單元的驅(qū)動(dòng)控制，所述的數(shù)碼顯示單元用以實(shí)時(shí)顯示輸入開關(guān)量、輸出開關(guān)量的狀態(tài)以及所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值、數(shù)量級、單位； CPU主控單元，用于接收所述的計(jì)量單元輸出的電力計(jì)量參數(shù)的測量值，將所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值、數(shù)量級和單位相關(guān)聯(lián)地掃描顯示于所述的數(shù)碼顯示單元，所述的CPU主控單元還監(jiān)測所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值，當(dāng)所述的電力計(jì)量參數(shù)的測量值到達(dá)所述的開關(guān)量動(dòng)作閾值時(shí)，輸出控制信號至開關(guān)量輸出電路； 以及開關(guān)量輸入電路和所述的開關(guān)量輸出電路，所述的計(jì)量單元的SPI通訊接口連接至所述的CPU主控單元的第一組通用I/O 口，所述的存儲器的串行口連接至所述的CPU主控單元的I2C串行接口，所述的LED驅(qū)動(dòng)控制單元的串行口連接至所述的CPU主控單元的第二組通用I/O 口，所述的開關(guān)量輸入電路和所述的開關(guān)量輸出電路分別連接至所述的CPU主控單元的第三組通用I/o 口和所述的CPU主控單元的第四組通用I/O 口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相多功能表，其特征在于:所述的單相多功能表還包括485通訊單元，所述的485通訊單元的數(shù)據(jù)線連接至所述的CPU主控單元的UART串口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相多功能表，其特征在于:所述的單相多功能表還包括電能脈沖輸出單元，所述的電能脈沖輸出單元分別自所述的計(jì)量單元的有功電能校驗(yàn)脈沖輸出端和所述的計(jì)量單元的有功電能校`驗(yàn)脈沖輸出端取電，經(jīng)限流后分別接至第一光耦和第二光耦的輸入端，所述的第一光耦的輸出端和所述的第二光耦的輸出端分別引出有功脈沖輸出信號和無功脈沖輸出信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相多功能表，其特征在于:所述的單相多功能表還包括模擬量變送單元，所述的模擬量變送單元包括串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述的CPU主控單元的第五組通用I/O 口分別經(jīng)第三光耦、第四光耦和第五光耦引出所述的串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸入信號，串行時(shí)鐘輸入信號和片選信號，所述的串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸出信號接至第一運(yùn)放的同相端，所述的第一運(yùn)放和一三極管連接成第一電壓跟隨器，所述的三極管的集電極連接至第二運(yùn)放的同相端，所述的第二運(yùn)放的同相端還經(jīng)第一上拉電阻連接至直流電源，所述的第二運(yùn)放的輸出端接至達(dá)林頓管的基極，所述的達(dá)林頓管的發(fā)射極經(jīng)第二上拉電阻連接至直流電源，所述的達(dá)林頓管的集電極輸出變送信號模擬量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相多功能表，其特征在于；所述的單相多功能表還包括模擬量變送單元，所述的模擬量變送單元包括串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述的CPU主控單元的第五組通用I/o 口分別經(jīng)第三光耦、第四光耦和第五光耦引出所述的串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸入信號，串行時(shí)鐘輸入信號和片選信號，所述的串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)輸出信號接至第一運(yùn)放的同相端，所述的第一運(yùn)放和一三極管連接成第一電壓跟隨器，所述的三極管的集電極連接至第二運(yùn)放的同相端，所述的第二運(yùn)放的同相端還經(jīng)第一上拉電阻連接至直流電源，所述的第二運(yùn)放的輸出端接至達(dá)林頓管的基極，所述的達(dá)林頓管的發(fā)射極經(jīng)第二上拉電阻連接至 所述的直流電源，所述的達(dá)林頓管的集電極輸出變送信號模擬量。
【文檔編號】G01R31/00GK203551704SQ201320741549
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】劉平, 陳文明, 劉慧軍, 祝振華 申請人:樂清市人和電氣科技有限公司