基於現場總線的電能監測及計量系統的製作方法

2023-12-01 14:06:11

專利名稱：基於現場總線的電能監測及計量系統的製作方法
技術領域：
基於現場總線的電能監測及計量系統，屬於電能質量監測技術領域。
背景技術：
目前的電能質量計量裝置，還處於人工抄表的狀況，同時居民用電還存在分散、量大、樓高等特點。人工抄表的工作量巨大，這與不斷發展的市場經濟極不相稱，同時也不便於電力部門進行全面準確的生產經營、分析統計、配網線損分析等工作。如中國專利公告號 C擬邪4608，名稱電能計量數據監測，但其抄表的實時性、準確性及快速性難以保證，因此， 我們提出一種基於現場總線的電能監測及計量系統。
發明內容為克服上述存在的不足，本實用新型目的在於提供一種操作方便，具有實時性、準確性以及快速性的基於現場總線的電能監測及計量系統，並解決衝突仲裁、多點傳輸、錯誤檢驗與處理、以及乙太網的連接等一系列問題。為實現本實用新型目的，採用如下技術方案實現的基於現場總線的電能監測及計量系統，其特徵在於包括多個電能計量單元、多個中繼器和上位機管理系統模塊，上位機管理系統模塊連接著具有CAN總線接口的CAN/ RS-232協議轉換模塊，每一個電能計量單元作為CAN總線的一個節點，通過中繼器掛接到 CAN/RS-232協議轉換模塊上。電能測量是電能計量單位的核心，目前常用的電能計量裝置多為機械式儀表，機械式儀表運行可靠、穩定，但不適應自動化抄表的發展。為了適應自動化抄表的發展，便出現了電子式計量單元，利用互感器把強電信號轉換為弱電信號然後利用電能計量晶片轉換為脈衝信號供單片機讀取，但是該方案準確性不高，一旦計量裝置出現故障，計量隨即停止，給供電部門造成很大的經濟損失，因此在電能監測和計量方面，本發明人針對現有裝置在設計方面存在的一些不足，並在傳統機械錶上進行改造，因此成本低，且同時具有傳統機械式儀表和電子式儀表的優點，本實用新型通過現場總線，現場總線用協議保證了數據傳輸的可靠性，特別是多節點應用時優勢突出，現場總線具有卓越的性能和可靠性，可以以多種方式工作。所述電能計量單元為具有總線接口的數字式電能計量單元。本系統裝置採用模塊化結構，能使系統的各模塊實現多組通信；所述電能計量單元為用戶終端模塊，用於負責周圍多個用戶的用電量計量及暫存。主要由電能計量晶片、 單片機、CAN控制器SJA1000等晶片連接而形成具有總線接口的數字式電能計量單元，電能計量單元將電能轉換成脈衝信號，完成電能的計量及智能保護功能；中繼器模塊用以延長了傳輸距離，增加了總線掛接節點數，同時起到了過濾作用，這種過濾作用減輕了網上的負荷，提高了網絡的可靠性；電能計量部分採用了隔離變壓器，起到與電網強電隔離的作用， 對後級電路起到了良好的保護。本實用新型基於現場總線的電能監測及計量系統裝置結構簡單，成本低，工作穩定，易於實施，且同時具有傳統機械式儀表和電子式儀表的優點。
圖1為本基於現場總線的電能監測及計量系統的實施結構示意圖；圖2為電能計量單元結構示意圖；圖3為中繼器結構示意圖；圖4為CAN/RS-232協議轉換單元結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例來對本實用新型進行進一步說明，但並不將本實用新型局限於這些具體實施方式
。本領域技術人員應該認識到，本實用新型涵蓋了權利要求書範圍內所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。實施例1見圖1 一 4，基於現場總線的電能監測及計量系統結構中包括上位機管理系統模塊、多個中繼器和多個電能計量單元。上位機管理系統模塊2連接著具有CAN總線接口的CAN/RS-232協議轉換模塊3， 由於CAN總線的傳輸距離有限，這裡我們使用了中繼器4，中繼器5，中繼器6，來增加總線的通訊距離，最下方的電能計量單元7，電能計量單元8—一即用戶終端模塊，每一個用戶終端都將作為CAN總線的一個節點，通過中繼器掛接到CAN/RS-232協議轉換模塊3上。本系統中，用戶終端模塊負責周圍多個用戶的用電量計量及暫存，主要由電能計量晶片、單片機、CAN控制器SJA1000等晶片連接而成，形成了一個具有總線接口的數字式電能計量單元。本系統中，上位機管理系統模塊2的主要作用是把各個用戶的用電信息從用戶終端模塊的單片機中收集起來，進行集中存儲和管理，實現了真正意義上抄表及其管理的自動化，減少人員到現場的次數，從而節約了人力資源。本系統中，採用了現場總線傳輸使傳輸較為安全可靠，同時採用了總線型拓撲結構，客戶之間很少有幹擾，系統運行較為穩定，精度高，成本低。
權利要求1.基於現場總線的電能監測及計量系統，其特徵在於包括多個電能計量單元、多個中繼器和上位機管理系統模塊，上位機管理系統模塊連接著具有CAN總線接口的CAN/RS-232 協議轉換模塊，每一個電能計量單元作為CAN總線的一個節點，通過中繼器掛接到CAN/ RS-232協議轉換模塊上。
2.如權利要求1所述的現場總線的電能監測及計量系統，其特徵在於電能計量單元為具有總線接口的數字式電能計量單元。
專利摘要基於現場總線的電能監測及計量系統，屬於電能質量監測技術領域，其包括多個電能計量單元、多個中繼器和上位機管理系統模塊，上位機管理系統模塊連接著具有CAN總線接口的CAN/RS-232協議轉換模塊，每一個電能計量單元作為CAN總線的一個節點，通過中繼器掛接到CAN/RS-232協議轉換模塊上。該系統利用總線傳輸，具有機械式儀表和電子式儀表的優點且具有智能保護功能的電能計量單元，解決了衝突仲裁、多點傳輸、錯誤檢驗與處理、以及乙太網的連接等一系列問題。現場總線用協議保證了數據傳輸的可靠性，特別是多節點應用時優勢突出。現場總線具有卓越的性能和可靠性，可以以多種方式工作。
文檔編號G01R22/10GK202166692SQ20112019109
公開日2012年3月14日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者曾衛民 申請人:杭州華泰電氣技術有限公司