智能配電終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電柜控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能配電終端。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國電力市場的逐步建立，對電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。電力用戶也 要求高質(zhì)量的電能來保證其設(shè)備、儀器和系統(tǒng)的正常運行。但是，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛 發(fā)展，一方面，由于電力電子設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，特別是各類沖擊負(fù)荷和非線性負(fù)荷 容量的不斷擴(kuò)展，使得電網(wǎng)中電壓波形發(fā)生畸變，嚴(yán)重地影響了電能質(zhì)量；另一方面，由于 人們越來越多地使用精密和復(fù)雜的電子設(shè)備，如計算機(jī)、通信設(shè)備以及各種過程控制系統(tǒng) 來處理和管理工作過程和事務(wù)。這就要求高質(zhì)量和高可靠性的配電系統(tǒng)，以提供與之相適 應(yīng)的電能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種智能配電終端，提高用電效率和用電質(zhì)量。
[0004] 為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種智能配電終端，包括數(shù)據(jù)采集模 塊、處理模塊以及上位機(jī)，所述的數(shù)據(jù)采集模塊用于采集電柜中各儀表的數(shù)據(jù)并上傳至處 理模塊，處理模塊接收多個數(shù)據(jù)采集模塊上傳的數(shù)據(jù)并發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)發(fā)出的控制 命令依次通過處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送給電柜中各儀表。
[0005] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：通過設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊、處理模塊， 方便實現(xiàn)各電柜中儀表數(shù)據(jù)的采集、打包、發(fā)送，同時也能實現(xiàn)上位機(jī)控制命令的解析、下 發(fā)，實現(xiàn)各電柜的綜合監(jiān)控、控制，提高用電效率和用電質(zhì)量。
【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的原理框圖；
[0007] 圖2a-2g是MCU子模塊的電路圖；
[0008] 圖3a_3d是第一微控制單元的電路圖，其中圖3a中的Ul芯片即MCU子模塊；
[0009] 圖4a_4b是第一供電單元的電路圖，其中圖4a、圖4b中的U18均是電壓轉(zhuǎn)換電路；
[0010] 圖5是485-1協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的電路圖；
[0011] 圖6是485-2協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的電路圖；
[0012] 圖7是485-3協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的電路圖；
[0013] 圖8是與485-1協(xié)議轉(zhuǎn)換單元相配合的光耦隔離單元；
[0014] 圖9是與485-2協(xié)議轉(zhuǎn)換單元相配合的光耦隔離單元；
[0015] 圖10是與485-3協(xié)議轉(zhuǎn)換單元相配合的光耦隔離單元；
[0016] 圖11是第二微控制單元的電路圖；
[0017] 圖12a_12e是第二供電單元的電路圖，其中圖12a中的P1、P2、P3均是電壓轉(zhuǎn)換電 路；
[0018] 圖13a_13e是處理模塊中協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的電路圖，其中圖13a和13b是485協(xié)議 轉(zhuǎn)換電路，圖13c是485協(xié)議轉(zhuǎn)換電路的封裝形式，也即圖13d、13e中的P14、P15,圖13d是 485-4協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的電路圖，圖13e是485-5協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的電路圖；
[0019] 圖14a_14h是處理模塊中的光耦隔離單元的電路圖，其中圖14a是隔離電路，圖 14b是圖14a的封裝形式，圖14c、圖14d、圖14e是與485-4協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的相配合的光耦 隔離單元，圖14f、圖14g、圖14f是與485-5協(xié)議轉(zhuǎn)換單元的相配合的光耦隔離單元；
[0020] 圖15a-15g是GPRS單元的電路圖；
[0021] 圖16a_16f是WIFI單元的電路圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合圖1至圖16f，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0023] 參閱圖1，一種智能配電終端，包括數(shù)據(jù)采集模塊、處理模塊以及上位機(jī)，所述的數(shù) 據(jù)采集模塊用于采集電柜中各儀表的數(shù)據(jù)并上傳至處理模塊，處理模塊接收多個數(shù)據(jù)采集 模塊上傳的數(shù)據(jù)并發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)發(fā)出的控制命令依次通過處理模塊、數(shù)據(jù)采集模 塊發(fā)送給電柜中各儀表。通過設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊對儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后通過處理模塊 進(jìn)行處理發(fā)送給上位機(jī)，這樣就能對電能質(zhì)量各種指標(biāo)進(jìn)行計算和監(jiān)控。本裝置能夠比較 準(zhǔn)確的測量出各回路中的電壓或者電流波動的大小、電網(wǎng)中電壓的偏差、頻率變化的大小 等各種電能質(zhì)量指標(biāo)的數(shù)值。同時分析計算得到各次諧波電壓和電流含有率、電壓總諧波 畸變率、基波電壓和電流、電壓和電流有效值、各回路的視在功率、有功功率、無功功率、功 率因素等參數(shù)的大小，反映出電能質(zhì)量的水平。
[0024] 本裝置通過分析當(dāng)前用電狀態(tài)，為用戶提供電力系統(tǒng)運行的基本情況，從而對電 網(wǎng)的性能做出正確和全面的評估。通過對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾和影響的地方進(jìn)行檢查和維修，避 免電力部門和用電廠家電力設(shè)備的損耗，提高用電效率和用電質(zhì)量。同時，向用戶匯報和提 供報告，以便用戶了解電能的性能情況，正確選擇適應(yīng)于電能的用電系統(tǒng)。通過報表統(tǒng)計 峰、平、谷電能使用情況，可以合理分布電能使用時間，錯開用電高峰，節(jié)省電力開支。
[0025] 數(shù)據(jù)采集模塊可以有多種方案，本實施例中優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括第 一微控制單元、第一供電單元，第一微控制單元與處理模塊、儀表之間均設(shè)置有協(xié)議轉(zhuǎn)換單 元；第一微控制單元通過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元采集儀表數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析、整 合成數(shù)據(jù)包、存儲、實時刷新數(shù)據(jù)包；第一微控制單元通過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元接收到處理模塊請 求數(shù)據(jù)命令或操作命令后，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)包發(fā)送給處理模塊或?qū)⒉僮髅罱馕鱿掳l(fā)到相應(yīng) 的儀表上；第一供電單元為第一微控制單元、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元供電。第一微控制單元方便對數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理，協(xié)議轉(zhuǎn)換單元用于數(shù)據(jù)的傳輸。
[0026] 同樣地，處理模塊可以有很多種方案，本實施例中優(yōu)選地，所述的處理模塊包括第 二微控制單元、第二供電單元，第二微控制單元通過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元與數(shù)據(jù)采集模塊相連；所 述的請求數(shù)據(jù)命令或操作命令由第二微控制單元經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元發(fā)出至數(shù)據(jù)采集模塊， 第二微控制單元接收到的數(shù)據(jù)包通過無線或有線的方式傳輸至上位機(jī)；第二供電單元為第 二微控制單元、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元供電。
[0027] 參閱圖2a-圖2g，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的第一微控制單元包括MCU子模 塊，MCU子模塊包括芯片ATmegal28-16AI及其附屬電路構(gòu)成，芯片ATmegal28-16AI的附屬 電路包括芯片SP708、ISP接口、JTAG接口以及接口 PU P2、P3、P4以及其他的元器件。芯 片ATmegal28-16AI及其附屬電路的具體電路構(gòu)成如下：芯片ATmegal28-16AI的兩個VCC 引腳依次通過電阻R3、發(fā)光二極管Dl后接GND，兩個VCC引腳與+5V電源相連，所述的+5V 電源為第一供電單元的一個輸出端，+5V電源分別通過電容CU C2、C3、ClO接GND，芯片 ATmegal28-16AI的AREF引腳、AVCC引腳相連后通過電阻R13接+5V電源且通過電容C4 與AGND引腳相連，芯片ATmegal28-16AI的PE5(INT5/OC3C)引腳依次通過電阻R19、發(fā)光 二極管D2接+5V電源，芯片ATmegal28-16AI的PEN引腳通過電阻R18接+5V電源，芯片 ATmegal28-16AI的XTALl引腳、XTAL2引腳分別通過電容C9、C7接GND且這兩個引腳之間 連接有晶體振蕩器Yl ;MCU子模塊中的P4接口為15X2的接口，芯片SP708的1麗引腳與 P4接口的引腳1相連，芯片SP708的VCC引腳接+5V電源且VCC引腳和GND引腳間連接有 電容C6,芯片SP708的PFI引腳通過電阻R21接GND且PFI引腳還通過電阻R20與P4接 口的引腳2相連，芯片SP708的引腳、_引腳分別通過電阻R16、R17連接芯片 ATmegal28-16AI 的 RESET 引腳、PG4(T0SC1)引腳；MCU子模塊中的 P4 接口 的引腳 3-25、27、 28、30 分別與芯片 ATmegal28-16AI 的 PB0-PB7、PG3、PG4、PD0-PD7、PG0、PG1、PC0-PC5 引腳 相連，P4接口的