專利名稱：電量儀表設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及包括電量儀表的電量儀表設備，該電量儀表被提供有用于在電量
儀表和通信模塊之間發送數據的裝置，該通信模塊被提供有發送該數據到遠程單元的裝置。這樣的儀表被設計并布置成用于測量在給定位置或者由指定機器或者由類似器件所消耗的電量。
背景技術：
電量儀表用于測量特定位置處所消耗電力的數量的目的，該特定地點例如是應該測量所消耗電量的公寓或者住宅或者工業場合。關于所消耗數量的數據可以通過鄰近的通信模塊發送到電力提供者，該通信模塊可以使用用于該目的的任意適合的通信技術。從而，提供用于從電量儀表發送測量數據到通信模塊的裝置，和用于從通信模塊發送所述數據到任何其它單元的裝置，該任何其它單元例如是由電力提供者設置的數據存儲器或類似物。直到目前，通過電量儀表和通信模塊之間的物理線纜或者導體已經形成從電量儀表發送所述數據到通信模塊的裝置。通信模塊已經是物理連接到電量儀表的集成部分。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種電量儀表設備，其能夠將通信模塊從電量儀表本身
物理分離開，從而使得通信模塊能夠關于電量儀表簡單地安裝或者拆卸。 通過初始限定的電量儀表設備來實現本實用新型的目的，該設備的特征在于用于
在電量儀表和通信模塊之間發送數據的所述裝置包括用于在所述電量儀表和所述模塊之
間無線信號發送的裝置。 優選地，用于在電量儀表和通信模塊之間發送數據的所述裝置包括在電量儀表上提供的IR端口。通過使用紅外光作為發送數據的裝置，實現發送不同種類數據的改進的能力，并且相比于為此目的僅僅使用發光二極管，實現了在將數據電量儀表發送給該模塊方面更大的靈活性和更強的能力。 優選地，通信模塊包括對應的IR端口 ，該通信模塊通過該IR端口能夠接收由電量
儀表通過電量儀表的IR端口發出的信號。通信模塊的IR端口不僅可以用于接收來自電量
儀表的數據，而且還能夠發送數據到電量儀表，這是本實用新型的另外的特征和優點。 優選地，電量儀表的功能由其硬件(電子組件板、機構等等)、軟件(駐留在電量儀表內部的小型計算機中)和在其制造時進行的儀表類型特定編程(保存在非易失性EEPROM存儲器中)來控制。在以下描述中將指出(包括到所有儀表中的)非標準的特征(硬件和軟件)。 在以下本實用新型的詳細描述中將披露本實用新型的其它特征和優點。
現在參考附圖提供根據本實用新型的電量儀表設備的詳細描述。[0010] 圖1是根據本實用新型的透視圖和前視圖， 圖2是根據本實用新型的儀表的脈沖輸出等價示意圖， 圖3是對于本實用新型的儀表的2輸入的框圖， 圖4是對于本實用新型的儀表的2輸出的框圖，禾口 圖5是對于本實用新型的儀表的1輸入和1輸出的框圖。
具體實施方式首先以根據本實用新型的儀表的基本功能和實際處理的描述開始。然后再描述關 于通信的功能。 根據本實用新型的電量儀表形成包括寬的范圍的電子電量儀表的產品族的基礎， 主要用于安裝在封閉環境中的DIN導軌。儀表存在于兩種基本類型，一種是針對于和電源 電壓直接相連的"直接連接儀表"，一種是針對于通過外部電流互感器和可選的電壓變壓器 相連的"變換器額定的儀表"。 根據本實用新型的電量儀表遵循ABB的Pro M標準，其限定了機械尺寸、安裝方式 (35mm的DIN導軌)和設計觀點。 根據本實用新型的電量儀表通常具有與極性無關的固態(半導體)繼電器和在前 部的紅色發光二極管(LED)，該繼電器產生與測量的能量成比例的脈沖，該紅色發光二極管 與測量的能量成比例地閃爍。 根據本實用新型的電量儀表在其左側上具有使用儀表總線(M-總線)協議的紅外 線通信端口。可選地，儀表還可以裝備有2線的電力總線。 當連同外部電壓變壓器(VT)和電流互感器(CT) 一起使用根據本實用新型的電
量儀表時，通過使用在儀表上提供的在可密封的蓋子下面的兩個按鈕可以容易地設置變換
比。在正常模式中在儀表的顯示器中示出的能量值是真實(主要)的能量消耗。 在圖1中，以下的附圖標記指示儀表的以下部分 1-設置按鈕 2-滾動按鈕 3-資費輸入I/O通信(可選的) 4-可密封的蓋子，接線圖用于資費輸入1/0通信 5-儀表類型標簽 6-密封帶(在側面上) 7-光傳感器 8-LED 9-脈沖輸出或者通信 10-可密封的蓋子，接線圖用于儀表連接、脈沖輸出/通信 11-端子塊和編號 12-用于所有權標記的空間 13-LCD 14-通信窗(IR端口) 15-密封點(4)[0037] 儀表內部的電子組件包括主板(總是使用)和可選的輸入/輸出板和通信板。
如上所提及，根據本實用新型的電量儀表形成分為以下兩組的產品族的基礎 用于《80A的電流的直接連接的儀表 *對于電流> 80A，使用具有次級電流《6A的外部電流互感器(CT)和可選的外部 電壓變壓器(VT)的變換器額定的儀表(經常也稱為CT儀表)。 兩個組被分為彼此不同的多個子組，一個子組可以表示以下特征的任意一個或者 屬于以下類型的儀表而另一個子組不是 —相或者三相連接 有功能量測量 組合的能量測量(有功和無功的) 四象限能量測量(測量輸出和輸入能量) 資費受控的儀表 裝備有通信選項的儀表 裝備有時鐘的儀表 裝備有輸入和/或輸出的儀表 參考圖2，儀表硬件(未包括選項)能夠被分為以下部分 執行能量測量的微控制器。該設備通過寄存器被校準來滿足在IEC62053-21中 規定的精確度分級要求。除了能量測量，其還包括用于檢測低電壓(供電故障)、檢測相電 壓的缺失、測量電壓、電流、功率、頻率和相位角等等的功能。微控制器還處理LCD、EEPR0M、 按鈕、LED的驅動、通信和脈沖輸出等等。
用于顯示積累的能量、變換率、脈沖率、電壓、電流、功率、狀態和錯誤信息等的 LCD(液晶顯示器)。
電流互感器測量電流，要測量的電流過該電流互感器。來自該互感器的輸出電流 流經負載電阻器以產生電壓，其經由多路復用器和放大器被饋送到微控制器。電源電壓被 電阻器分壓器分壓并且饋送到微控制器中。
稱為"滾動"和"設置"的兩個按鈕，以控制LCD上的顯示和用于編程變換率、脈 沖輸出頻率等等。"滾動"按鈕在大部分情況中被用于顯示序列中的下一個量或者項目，而 "設置"按鈕被用于編程儀表。
為微控制器供以時鐘的振蕩器。 *3相寬電壓范圍電源，產生用于為電子組件(微控制器、EEPR0M等)饋電的+5V。
微控制器的A/D轉換器使用的參考電壓，其是用于所有電流和電壓取樣的基準。
以特定能量脈沖頻率(脈沖/kWh)閃爍的紅色LED (發光二極管)。，具有與滾動按鈕相同功能的光電晶體管。在光電晶體管上照射短的閃爍光，例如
使用手電筒，產生和按下滾動按鈕相同的動作。塑料光管向下延伸到安裝在板上的光電晶體管。
1個或者2個光隔離的脈沖輸出，其每kWh給出特定數量的脈沖。
能夠被連接到輸入/輸出板的接口 。
EEPR0M，用于保存能量(對于有功和無功遞送的能量，總共1個和4個資費寄存 器)、歷史值(負載配置文件、每月值、事件日志等)、用于微控制器和用于微控制器中固件
5所使用的儀表專用值的校準和初始值。用于在EEPR0M中保存數據的數據保持時間大于40 年。
用于連接到內部通信板的通信接口 。
包括光電晶體管和LED的用于連接到外部通信單元的紅外通信接口。
用于記錄日期/時間的石英晶體控制的實時時鐘。實時時鐘使用超電容器作為
斷電時的備用源。 根據本實用新型的儀表被提供有寄存所輸入的和所輸出的能量的裝置和指示顯
示在儀表上的輸入和輸出能量的輸出和輸入能量指示器。當顯示輸出能量時顯示輸出能量
指示器，其是從所測量設備遞送到主網上的能量。當顯示輸入能量時顯示輸入能量指示器，
其是從主網傳送到所測量的負載的能量。 替代地，儀表中僅寄存輸入能量，不使用這兩個段。 根據本實用新型的電量儀表可以裝備有具有不同選項的輸入和/或輸出。以下是
基本配置
l輸入l輸出
2輸入2輸出
1輸入和1輸出 圖3-5中示出原理示意圖。所有的輸入和輸出通過光電耦合器與儀表電子組件的 其余部分電隔絕。 輸入包括朝向外部世界的光耦合器和接口電路。儀表內部的微控制器經由光耦合
器讀出輸入的狀態。對于輸入和輸入/輸出板存在2個版本，一個用于低電壓(最大40V)
并且一個用于高電壓(最大276V)。具有一個或者兩個輸出的版本處理低和高電壓。輸入
端上的輸入阻抗是電阻性的并且在高電壓版本上具有80-85kQ的電阻，并且在低電壓版
本上具有8-13kQ的電阻。沒有連接(左浮置)的輸入與具有"斷"電壓相同。 該輸出包括固態類型的光耦合器。使用具有與極性無關的輸出的MOSFET光耦合
器構建它們。該輸出的等價電路是和典型的40Q的電阻器串聯的理想的繼電器。 通過通信接口讀出儀表相對于人工讀出具有許多優點 讀出多個儀表所耗用的時間更短。這使得可以執行連續讀出。
由于人工讀出期間的錯誤而導致獲得錯誤值的危險被降到最小。
值被電子保存，易于進一步處理它們。 根據本實用新型的電量儀表具有光學接口，其提供在圖1中所示的左側上。對于 經由光學接口的通信使用M總線協議。 作為選項，根據本實用新型的電量儀表可以裝備有用于串行通信的接口。三種不 同類型接口適用于第一類型的儀表M總線、LonWorks和EIB。對于第二類型的儀表僅適用 M總線。對于三個接口共同的是它們都使用雙絞線纜作為通信介質。網絡中的所有儀表是 獨立可尋址的。能夠連接在一個網絡中的儀表的數量取決于系統的類型和安裝。 應該提到的是，通信模塊也可以被認為是根據本實用新型的電量儀表設備的一部
6分，并且因此在這樣的情況中該設備包括儀表和與其關聯的通信模塊。從而，建立上面提及 的通信接口 。在此可操作位置中，通信模塊被布置成鄰接電量儀表并且被提供有或者連接 到用于將從儀表接收的數據還發送到任一遠程單元的裝置。
權利要求一種電量儀表設備，包括電量儀表，所述電量儀表被提供有用于在所述電量儀表和通信模塊之間發送數據的裝置，所述通信模塊被提供有發送數據到遠程單元的裝置，其特征在于用于在所述電量儀表和所述通信模塊之間發送數據的所述裝置包括用于在所述電量儀表和所述模塊之間無線信號發送的裝置(14)。
2. 根據權利要求1所述的電量儀表設備，其特征在于用于在所述電量儀表和所述通信 模塊之間發送數據的所述裝置(14)包括在所述電量儀表上提供的IR端口。
3. 根據權利要求2所述的電量儀表設備，其特征在于，其包括所述通信模塊，并且所述 通信模塊包括對應于所述電量儀表的IR端口 (14)并且能夠接收從所述電量儀表的IR端 口 (14)發送的數據的IR端口。
專利摘要一種電量儀表設備，包括提供用于在電量儀表和通信模塊之間發送數據的裝置的電量儀表，該通信模塊被提供有發送該數據到遠程單元的裝置。用于在電量儀表和通信模塊之間發送數據的所述裝置包括用于在所述電量儀表和所述模塊之間無線信號發送的裝置(14)。
文檔編號G08C17/02GK201514692SQ200920170008
公開日2010年6月23日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者B·約翰森 申請人:Abb(瑞典)股份公司