一種電量計量限電控制櫃的製作方法
2023-06-02 21:09:11
一種電量計量限電控制櫃的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電量計量限電控制櫃，其特徵是包括控制櫃包括控制模塊、數據採集處理模塊、下位機、上位機；控制模塊、數據採集處理模塊與下位機連接，下位機與上位機連接通信，上位機、下位機採用平衡傳輸的RS485串行總線通訊標準；採用單片微型計算機技術，設計了全自動電量計量限電控制櫃，實現了公寓用電的集中控制和管理。
【專利說明】—種電量計量限電控制櫃
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電氣設備領域，尤其是一種全自動電量計量限電控制櫃。
【背景技術】
[0002]隨著我國高等教育結構的調整，高校後勤社會化已經成為高等教育發展的必然趨勢。以往學生公寓普遍採用限電措施，公寓管理社會化以後，將由限制學生用電改為鼓勵學生安全用電，採用限制安全功率、限制基本電費，超量收費的形式。為了加強用電管理我們採用單片微型計算機技術，設計了全自動電量計量限電控制櫃，實現了公寓用電的集中控
制和管理。
【發明內容】
[0003]為了加強用電管理，本實用新型提出了一種電量計量限電控制櫃，採用單片微型計算機技術，設計了全自動電量計量限電控制櫃，實現了公寓用電的集中控制和管理。
[0004]本實用新型解決其技術問題採用的技術方案是:控制櫃包括控制模塊、數據採集處理模塊、下位機、上位機；控制模塊、數據採集處理模塊與下位機連接，下位機與上位機連接通信，上位機、下位機採用平衡傳輸的RS485串行總線通訊標準。
[0005]所述的上位機包括控制單元、顯示鍵盤、列印單元、存儲單元、時鐘單元。
[0006]所述的下位機包括電壓互感器、有源全波整流模塊、有源低通濾波模塊，模數轉換模塊、過零比較模塊、邏輯門電路模塊、模擬開關模塊、89C52單片機模塊、控制驅動模塊、通訊接口模塊、非易失存儲模塊、看門狗模塊；電壓互感器模塊分別與過零比較模塊和有源全波整流模塊相連，過零比較模塊與邏輯門電路模塊相連，有源全波整流模塊與有源低通濾波模塊相連，有源低通濾波模塊與模數轉換模塊相連，邏輯門電路模塊與模擬開關模塊相連，模擬開關模塊、模數轉換模塊與89C52單片機模塊相連，89C52單片機模塊分別與控制驅動模塊、通訊接口模塊、非易失存儲模塊、看門狗模塊相連。
[0007]本實用新型的有益效果是:由單片機構成的全自動電量計量限電控制櫃具有結構簡單、計量準確可靠、運行穩定、維護量小、性能價格比高等優點，便於實現公寓用電管理的分散控制與集中管理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型結構的連接示意圖；
[0009]圖2是下位機的結構框圖；
[0010]圖3是有源小信號整流電路；
[0011]圖4是有源低通濾波電路。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明:如附圖1所示，控制櫃包括控制模塊、數據採集處理模塊、下位機、上位機；控制模塊、數據採集處理模塊與下位機連接，下位機與上位機連接通信，上位機、下位機採用平衡傳輸的RS485串行總線通訊標準。上位機包括控制單元、顯示鍵盤、列印單元、存儲單元、時鐘單元。
[0013]下位機包括電壓互感器、有源全波整流模塊、有源低通濾波模塊，模數轉換模塊、過零比較模塊、邏輯門電路模塊、模擬開關模塊、89C52單片機模塊、控制驅動模塊、通訊接口模塊、非易失存儲模塊、看門狗模塊；電壓互感器模塊分別與過零比較模塊和有源全波整流模塊相連，過零比較模塊與邏輯門電路模塊相連，有源全波整流模塊與有源低通濾波模塊相連，有源低通濾波模塊與模數轉換模塊相連，邏輯門電路模塊與模擬開關模塊相連，模擬開關模塊、模數轉換模塊與89C52單片機模塊相連，89C52單片機模塊分別與控制驅動模塊、通訊接口模塊、非易失存儲模塊、看門狗模塊相連。
[0014]工作時，每一臺下位機獨立完10路電流、電壓和功率因數信號的數據採集及功率計算、電量累積任務，並依據功率計算結果和電量累積結果，對10路供電線路進行單獨控制，計算結果同時存儲在非易失存儲器中，用於和上位機進行數據交換。上位機對各下位機進行綜合管理，並承擔顯示、鍵盤、列印、設置等人機接口任務，同時上位機還可以將數據通過微機接口傳輸到遠方公寓管理中心的管理端中。控制柜上、下位機間和上位機與公寓管理中心的管理計算機間採用平衡傳輸的R4S58串行總線通訊標準，通訊距離遠，抗幹擾能力強，能夠實現多個公寓的用電綜合管理。根據實際需要每臺上位機最多可以帶犯臺下位機即對最多230條供電線路實施控制。
[0015]由電流和電壓互感器輸出的電流信號經過取樣電阻轉換為電壓信號，經過全波整流電路將交流電壓信號整流為脈動直流信號。為克服常規二極體整流電路門檻電壓損失，採用了由運算放大器構成的有源小信號整流電路，經過整流以後的脈動直流電壓信號再經過有源低通濾波器，得到與供電線路電流和電壓成正比的電流和電壓的有效值供A/D轉換器使用。有源整流與有源低通濾波器電路如圖3和圖4所示。A/D轉換採用10位11通道串行模數轉換器TL-1C453，其中10個通道用於固定的電壓採樣，另外10個通道用於對10條供電線路進行電流採樣。功率因數測量採用相位比較式，將互感器輸出的電流、電壓信號經過零比較器變換成TTL電平方波，然後再經過一個與非門，得到相位差信號，輸人到AT89C15的中斷口上。
[0016]UI的相位差Φ所允許的時間T4l=IOms — T0,由於
【權利要求】
1.一種電量計量限電控制櫃，其特徵是包括控制櫃包括控制模塊、數據採集處理模塊、下位機、上位機；控制模塊、數據採集處理模塊與下位機連接，下位機與上位機連接通信，上位機、下位機採用平衡傳輸的RS485串行總線通訊標準。
2.根據權利要求1所述的一種電量計量限電控制櫃，其特徵是上位機包括控制單元、顯示鍵盤、列印單元、存儲單元、時鐘單元。
3.根據權利要求1所述的一種電量計量限電控制櫃，其特徵是下位機包括電壓互感器、有源全波整流模塊、有源低通濾波模塊，模數轉換模塊、過零比較模塊、邏輯門電路模塊、模擬開關模塊、89C52單片機模塊、控制驅動模塊、通訊接口模塊、非易失存儲模塊、看門狗模塊；電壓互感器模塊分別與過零比較模塊和有源全波整流模塊相連，過零比較模塊與邏輯門電路模塊相連，有源全波整流模塊與有源低通濾波模塊相連，有源低通濾波模塊與模數轉換模塊相連，邏輯門電路模塊與模擬開關模塊相連，模擬開關模塊、模數轉換模塊與89C52單片機模塊相連，89C52單片機模塊分別與控制驅動模塊、通訊接口模塊、非易失存儲模塊、看門狗模塊相連。
【文檔編號】H02J13/00GK203445691SQ201320308954
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年5月31日 優先權日:2013年5月31日
【發明者】張靈枝, 楊德偉 申請人:洛陽銳億自動化工程技術有限公司