專利名稱：智能限量用電控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明專利屬于單片機應用技術領域。
背景技術：
本發明專利申請日前，用電部門不給用電單位或所控電器設備下達用電量指標，在用電資源不足的情況下，往往采用超負荷拉閘限電的方法，平衡供電需求。其缺陷是由于線路的原因，拉閘限電同時對居民、國家機關、學校、交通指揮、醫院等單位的正常用電受連累。
發明內容
本發明專利與單位配電屏或所控電器設備相連接，采用軟硬件結合的方式，按供電部門根據電力資源分配給用電單位用電量或直接給電器設備設置的按日、周、月或年的用電量供電，在用電量指標達到時切斷供電電源。
本發明專利的優點是通用性強，安裝方便，既可安裝于配電屏的電源進出線端，也可直接安裝于受控電器設備的電源進出線端，自動限量控制用電量效果明顯，有利于國家有限電力資源的分配和電力調度，也有利于用電單位節約用電。
本發明專利解決其技術問題所采用的技術方案是在單片機控制芯片的輸入端接有一個電流檢測數字信號源，一個電壓檢測數字信號源、二個時鐘設置鍵、一個額定用電量設置鍵、一個刷新鍵，二個控制日期標志位及一個谷電標志位。在單片機控制芯片I/O輸出端接有2-3只三極管，其輸出端控制與其連接的繼電器的線圈的通斷，進而控制與其連接用電設備的通斷。電流檢測信號源取自串接在相線電路的數字電流表數字電流信號，電壓檢測信號源取自并聯在相線與零線間的數字電壓表數字電壓信號，均為外購件。二個時鐘設置鍵為小時設置鍵與分鐘設置鍵，一個額定電量設置鍵給特權用戶(本裝置特指供電部門)根據用電資源及控制日期類別設置標志分別按日用電量、周用電量、月用電量及年用電量輸入額定電指標，二個控制日期類別標志位的4種組合即00、01、10、11分別表示當前設置為日用電控制、周用電控制、月用電控制、年用電控制中的一種，一個谷電標志位的兩種標志即0、1分別表示谷電量計入或谷電量不計入。顯示電路由LCD液晶、LED數碼顯示中的一種。單片機控制芯片中的I/O輸入端與輸出端可合并使用控制顯示電路，為保證時鐘連續性，本發明裝置有備用電流電池。本發明專利與所控制的電器設備的連接方式是繼電器的進線端連接電源進線，繼電器的出線端連接受控電器。繼電器線圈電壓依據標稱值由本發明裝置提供在設置的用電量范圍內，繼電器工作，否則繼電器不工作，切斷受控電器電源。
圖1為本發明專利的電路結構框圖。圖中(1)為單片機芯片。(2)為電流檢測信號源，(3)為電壓檢測信號源，(4)為時鐘設置鍵，(5)為額定用電量設置鍵，(6)為刷新鍵(7)為二個控制日期類別設置標志位，(8)為谷電標志位，(9)為三極管開關電路，(10)為繼電器執行電路，(11)為顯示電路，(12)為備用電源。
圖2為本發明專利的實施例電原理圖。圖中單片機為PIC16C57, A(A)、A(B)、A(C)分別表示A、B、C三相電流檢測數字信號源，V(A)、V(B)、V(C)分別表示A、B、C三相相電壓檢測數字信號源，K1為小時設置鍵、K2為分鐘設置鍵、K3為額定用電量設置鍵，K4為刷新鍵。I/O(5)I/O(6)為控制日期類別標志位，I/O(7)為谷電標志位。G1、G2、G3為三極管，J1、J2、J3為繼電器。N為零線、L為火線。
具體實施例方式
在圖1電路結構框圖中，單片機控制芯片(1)為PIC16C57，A(A)、A(B)、A(C)為電流檢測數字信號源，V(A)、V(B)、V(C)為電壓檢測數字信號源分別取自串接于A、B、C三相的數字電流表數字電流信號及并聯于A、B、C三相與零線間的數字電壓信號。對于220V供電的電器設備選用A、B、C三相中的一個相電流及一個相電壓數字信號，上述數字電流、電壓信號為已經A/D轉換的數字信號，可直接與單片機I/O芯片的輸入端相連接。時鐘設置鍵K1、K2額定用電量設置鍵K3及刷新鍵K4分別接單片機芯片的I/O輸入端中的I/O(1)、I/O(2)、I/O(3)、I/O(4)相連接，控制日期類別標志位，谷電標志位分別為I/O(5)I/O(6)及I/O(7)。
單片機系統的I/O輸出端I/O(8)T/O(9)I/O(10)分別與3只三極管G1、G2、G3相連接，其輸出端分別與繼電器J1、J2、J3的線圈相連。J1、J2、J3的常開端分別與受控電器設備相連。在設定的日、周、月、年(取其一種)用電量范圍內，開放用電，在用電量范圍外，關閉用電。為使用方便，在尚有一定的用電量時給予聲光提示。所述繼電器也包括接觸器等電磁開關。直流備用電池6V供本裝置芯片連續供電。
權利要求
1.一種智能限量用電控制裝置，其主要特征是由單片機芯片、電流數字信號源、電壓數字信號源、設置鍵、三極管開關電路、繼電器執行電路及顯示電路連接構成，其連接方式是單片機芯片I/O輸入端接有電流檢測數字信號源、電壓檢測數字信號源、設置鍵、控制日期類別標志位、谷電標志位；單片機芯片I/O輸出端接有三極管開關電路，三極管開關電路與繼電器執行電路相連接，顯示電路與單片機控制芯片I/O輸出端相連接，并受控于單片機I/O輸出信號。
2.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于電流數字信號源取自串接于相線的電流數字電流表，電壓數字信號源取自并聯于相線與零線的電壓數字電壓表。
3.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于設置鍵包括額定電量設置鍵，刷新鍵、時鐘設置鍵，其中時鐘設置鍵包括小時設置鍵、分鐘設置鍵。
4.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于控制日期類別標志位由單片機芯片I/O輸入端的二位I/O標志位設定，其4種組合00、01、10、11分別表示按日、按周、按月、按年限量控制。
5.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于谷電標志位由單片機芯片I/O輸入端的一位I/O標志位設定，其2種標志0、1分別表示谷電不計量及谷電計量。
6.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于三極管開關電路由2至3只三極管構成，三極管的輸入端分別與單片機控制芯片的I/O輸出端相連接，并受控于單片機I/O輸出信號，三極管的輸出端與繼電器線圈相連接。
7.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于繼電器執行電路由2至3只繼電器構成，繼電器線圈分別與三極管輸出端相連接，繼電器的常開端分別與受控電器相連。
8.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于顯示電路由LCD液晶顯示、LED數碼顯示中的一種電路構成，與單片機I/O輸出端相連接，受單片機軟件或驅動電路控制，單片機控制芯片的I/O輸入端口與I/O輸出端口可合并使用控制顯示電路，顯示電路設有時鐘顯示、年、月、日、周顯示、允許使用電量顯示、已使用電量顯示及剩余電量顯示。
9.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于本發明裝置與所控制電器設備的連接方式是繼電器的進線端接電源進線，繼電器的出線端連接受控電器，所述繼電器包括具有常閉、常開觸點的接觸器等各種電磁開關。
10.根據權利要求1所述的智能限量用電控制裝置，其特征在于所述繼電器包括接觸器等電磁開關的線圈電壓不受限制，其需要的控制電壓在±10％范圍內由本發明裝置提供。
全文摘要
本發明專利公開了一種智能限量用電控制裝置，屬于單片機應用技術領域。其主要特征是由單片機芯片、電流檢測數字信號源、電壓檢測數字信號源、設置鍵、開關電路、繼電器執行電路及顯示電路連接構成，其連接方式是單片機芯片I/O輸入端接有電流檢測與電壓檢測數字信號源、設置鍵、控制日期類別及谷電標志位；單片機芯片I/O輸出端接有三極管開關電路并進而與繼電器執行電路相連接。顯示電路與單片機芯片I/O輸出端相連接。本發明專利與用電設備相連接，采用軟硬件結合的方式，對電器設備的用電按日、周、月、年四種方式自動限量控制。本發明專利的推廣應用，有利于供電部門的科學用電管理及利于充分合理使用有限電力資源，緩解供用電矛盾。
文檔編號H02H3/00GK1580990SQ20041002981
公開日2005年2月16日 申請日期2004年3月29日 優先權日2004年3月29日
發明者譚啟仁 申請人:譚啟仁