专利名称：配电综合测控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种配电综合测控仪。
背景技术：
随着电力生产的发展，对配电测量精度的要求越来越高，测量项目也越来越多。分析国内外生产的同类测量和控制设备，它们大多存在着下述不足之处功能不齐全，精度差，自动化程度低；数据采集速率低，容量�。硎莶荒苤悄芑辉冻掏ㄑ斗乘�、困难；无功补偿控制回路少，补偿方式单一，易产生过补现象；使用不方便，易损坏，效率低，成本高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种功能比较齐全、性能可靠、精度高、自动化程度高；高速率、大容量实时采集并智能化处理数椐；实现远程通讯容易；多回路无功补偿控制；使用方便、不易损坏、效率高、成本低的配电综合测控仪。
本实用新型所采用的技术方案是本实用新型包括壳体、面板、固定在壳体内的机芯板，所述机芯板包括主机板、控制板、USB板、电源板及接插件和连接线，所述主机板上安装有中央处理�？楹筒裳３帜？�、监测信号输入接口、数据总线接口I，所述控制板上安装有USB控制�？�、通讯控制模块、无功补偿控制�？�、键盘控制�？�、数椐总线接口II，所述电源板上安装有电源�？椤⒌缭词涑鼋涌�、交流电源输入接口，所述USB板上安装有接口电路、接口、控制板接口，所述主机板、控制板、USB板、电源板通过各自板上的接口插入对应的所述接插件和连接线相互联接，其特征在于它还包括一个用于采集数据的电子盘，所述USB板通过所述接口联接着安装在所述面板上的USB插座，所述USB插座接插所述的电子盘。
所述无功补偿控制模块中含有无功补偿控制信号输出口，所述壳)外侧还设置有无功补偿控制线路端子及通讯端子，所述无功补偿控制信号输出口联接着无功补偿控制线路端子及通讯端子，该端子输出的控制信号可控制多路无功补偿回路。
所述通讯控制�？槟谟兄С諫PRS�？榛騇ODEM�？榈脑冻掏ㄑ断低常鲈冻掏ㄑ断低晨纱型ㄑ丁�
所述中央处理�？橛胨鐾ㄑ犊刂颇？椤⑺鑫薰Σ钩タ刂颇？�、所述USB控制模块、所述采样保持�？槎际峭ü鍪葑芟呓涌贗I连接，所述中央处理�？橛胨黾炭刂颇？橹渫ü┱沟腎/O口相连。
所述电源模块内采用三相电源互锁技术，它能保证所述配电综合测控仪在三相电源缺相的情况下正常工作。
所述的配电综合测控仪用面板固定或背挂固定。
本实用新型的有益效果是本配电综合测控仪与同类产品相比有功能齐全、性能可靠、精度高、自动化程度高；使用方便，不易损坏，效率高，成本低等优点，尤其在实时采集数椐和无功补偿控制方面更有如下相对优点一、传统的现场抄表都采用RS232、RS485通讯方式，随着产品数据存储量的增大，现场采集数据的时间将超过20分钟，工作效率非常低下。而本实用新型所选用的USB通讯技术和电子盘采集技术，相比较有如下优点1、USB通讯速率高，USB电子盘与配电综合测试仪的通讯速率为300～400Kbps，与计算机的通讯速率为6M～10Mbps，传输速率是常规通讯方式的几百倍，将传统的现场采集数椐时间20分钟以上缩短到30秒以内，大大提高工作效率；
2、USB电子盘存储容量大，目前电子盘的容量为16Mbyte以上，每只电子盘至少存储15台配电综合测试仪的数据。
3、USB电子盘体积为(长×宽×高)66mm×25mm×15mm，重量小于20克，无需电池供电、可热拔插。携带方便、操作安全。
4、USB电子盘成本低，64M以下的电子盘造价低于800元，成本远低于手持设备。
二、本实用新型标准配置还含有RS232或RS485通讯。内置EMODEM通讯速率为33.6Kbps。用户只需将电话线连接到连线端子上，即可实现远程拨号实时采集数据。这一采集方式不需外接电源，安装方便、简捷。通讯设置和控制操作方便，通讯可靠、高效。配置的GPRS通讯模块与16C550和ADM202扩展出来的RS232串行通讯口相连，用户只需申请一个GPRS移动电话号码，即可实现远程无线抄取数据。GPRS一直在线，安装、维护方便、无需专门布线，这一抄表方式运行成本低、通讯传输速率快、可靠性高。同时本机内装的28F800是韩国HYNIX生产的一种存储容量高达1M Byte的数据存储芯片。它可以连续存储84天用电数据(15分钟记录一次数据)，并具有停电芯片数据不丢失，尺寸小等特点。这些特点就解决了配电参数的准确测量和记录的问题，延长了抄表周期，减轻了工作人员的抄表负担，提高了工作效率。
三、目前国内的无功补偿控制器普遍存在着性能单一、控制回路少、补偿控制不灵活等缺点。本实用新型以无功功率为控制物理量，以用户设定的功率因数作为投切参考限量，这就避免了在小负荷、低功率因数时，因电容器的频繁投切而造成的损坏电器元件的情况，提高了系统的稳定性，不会产生过补；本机由82C55扩展的I/O口可控制多达12路的输出控制回路，并且可根据现场电容器组的情况自由选择“三相分补”、“三相共补”、“分补+共补”三种补偿方式，每路输出控制的电容器容量和接线方式可根据现场情况自由设定，而且本实用新型可实时保存电容器组的投切记录，方便供、用电部门的负荷分析和统计。
四本实用新型的电源板上采用了三相互锁技术，在三相供电缺相情况下能保证本仪器正常工作。
五、本实用新型可获得较高的测量精度电压0.2级，电流0.2级，频率0.2级，功率因数0.5级，有功功率0.5级，无功功率0.5级，有功电量1.0级，无功电量1.0级。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的测控原理总框图；图3为本实用新型主机板原理图；图4为本实用新型控制板原理图；图5为本实用新型USB扳原理图；图6为本实用新型电源板原理图；图7为本实用新型面板的示意图；图8为本实用新型面板固定式安装示意图；图9为本实用新型背挂固定式安装示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本实用新型包括壳体20、面板21与固定在壳体21内的机芯板。所述机芯板由主机板22、控制板23、USB板24、电源板25及接插件和连接线组成。
如图2、图3所示所述主机板22上安装有中央处理�？�1和采样保持�？�2、监测信号输入接口3、数据总线接口I4。中央处理�？�1中的主要器件有16位单片机80C196，两片地址锁存芯片74HC573，数据存储芯片FLASHMEMORY 28F800，可编程逻辑芯片PSD934，温度传感器TMP36，看门狗芯片MAX706。采样保持�？�2中的主要器件有A/D转换芯片MAX125，两片运算放大芯片LM324，时钟芯片12887，电流互感器，电压互感器。被测电路的电源电压与负载电流经过电压互感器和电流互感器变换，再经运算放大电路采样保持，然后输入到A/D转换器MAX125，MAX125是一种高精度的工业级14位的ADC芯片，同时外围器件都选用温度系数高，性能稳定的器件，配合设计巧妙的软件，本实用新型可获得较高的测量精度，单片机对转换后的数字信号按程序进行判断、计算和分析处理存入28F800，同时也连同控制信号送至数据总线接口I4。
如图4所示所述控制板23上安装有USB控制�？�5、通讯控制�？�6、无功补偿控制�？�7、键盘控制�？�8、数椐总线接口II9，它们共包括以下主要器件串口扩展芯片16C550，USB控制芯片SL811HS，I/O口扩展芯片82C55，EMODEM模块，RS485电平转换芯片75LBC184，RS232和ADM202，光电耦合芯片TLP521-4。来自单片机的控制信号和数据通过总线接口控制液晶显示屏显示实时数据。所述配电综合测控仪还包括一个用于采集数据的电子盘，本实用新型采用先进的USB通讯技术和电子盘现场采集技术。电子盘通过SL811HS与总线通讯。当单片机检测到有电子盘插在USB接口后，按照通讯协议将历史纪录从FLASH MEMORY中读出并通过SL811HS写入电子盘，完成抄表任务；所述通讯控制�？�6内建有远程通讯系统，可实现串行通讯，所述远程通讯系统可选配支持GPRS�？榛騇ODEM�？椋晃薰Σ钩タ刂颇？�7内由82C55扩展的I/O口可控制多达12路的输出控制回路，并且可根据现场电容器组的情况自由选择以下三种补偿方式“三相分补”、“三相共补”、“分补+共补”；每路输出控制的电容器容量和接线方式可根据现场情况自由设定，配电线路在运行时如果功率因数低于操作者所设置的功率因数时，单片机根据实时采集到的电压、电流数据，按照程序处理计算，然后将无功补偿控制命令送至数据总线接口II 9，通过82C55扩展出的12路无功补偿控制端口和光电耦合器组成的无功补偿电路发出命令，控制外部补偿电容器组的投切状态。而且本实用新型可实时保存电容器组的投切记录，方便供电，用电部门的负荷分析和统计。
如图6所示所述电源板25上安装有电源�？�10、电源输出接口11、交流电源输入接口12，其内采用了三相电源互锁技术，由三相电源每相整流后的合并叠加，它能保证仪器在三相电源缺相的情况下正常工作。
如图5所示所述USB板24上安装有接口电路13、接口14、控制板接口15，所述主机板22、控制板23、USB板24、电源板25按设计要求通过各自板上的接口插入对应的所述接插件和连接线相互联接，所述USB板24通过所述接口14联接着安装在所述面板21上的USB插座，所述USB插座可方便地接插电子盘。
按原理图3、图4、图5、图6加工成设计要求规格的电路板按图1所示安装在方盒状壳体20内；结构固定使用铜质螺柱、螺母；各电路板、元部件间使用接插件和连接线联接。主机板22、控制板23、电源板25三块板呈下、中、上格局放置且与壳体20底部平行，具体固定方法是用四个两头带有丝杆的铜质镙柱，一头将主机板22固定在壳体20内的底部，另一头将控制板23固定在主机板22的上方，电源板25则用四个小镙杆、镙帽、绝缘套固定在控制板23上，USB板24通过控制板23上的USB接口插接、垂直固定在控制板23上。面板21装配按图7施工，面板21上设置接口、液晶显示屏、备用电源插孔、有功和无功脉冲指示灯及电源指示灯，信号和通讯端口及无功补偿输出端口设置在壳体20的侧框上，主机板22、控制板23、电源板25、显示屏、面板21之间都是通过各扁排连接线接插联结，接插件和连接线按整机原理图连结要求制作并各端口标识对应。
液晶显示屏通过与控制板23联接，接收来自主机板22的数据和命令，实时显示操作者选定的界面。本实用新型采用了128*64点阵的宽温型液晶屏。当仪器的工作环境温度发生变化时，单片机根据温度传感器采集到的温度数据进行计算处理，控制负压温度调节电路使液晶显示屏在工作温度范围内实现字符深度自动调节，这一设计大大提高了产品的可靠性和优越性。操作键盘灵活，菜单简单明了。操作者对本实用新型的初始化设置，以及各参数的修改，仪器的编号都通过键盘实现。当操作者使用面板上的键盘时，命令数据通过82C55和数据总线接口II9传送至单片机，单片机根据操作者发出的命令，实时控制液晶显示屏显示。
图8、图9为本配电综合测控仪的两种安装方式。选择图8、采用长镙杆和L型安装固件即为面板固定方式；选择图9、采用M4镙钉、镙母和环形安装固件则为背挂式安装方式。
权利要求1.一种配电综合测控仪，它包括壳体(20)、面板(21)、固定在所述壳体(20)内的机芯板，所述机芯板包括主机板(22)、控制板(23)、USB板(24)、电源板(25)及接插件和连接线，所述主机板(22)上安装有中央处理�？�(1)和采样保持模块(2)、监测信号输入接口(3)、数据总线接口I(4)，所述控制板(23)上安装有USB控制�？�(5)、通讯控制�？�(6)、无功补偿控制�？�(7)、键盘控制模块(8)、数椐总线接口II(9)，所述电源板(25)上安装有电源�？�(10)、电源输出接口(11)、交流电源输入接口(12)，所述USB板(24)上安装有接口电路(13)、接口(14)、控制板接口(15)，所述主机板(22)、控制板(23)、USB板(24)、电源板(25)通过各自板上的接口插入对应的所述接插件和连接线相互联接，其特征在于它还包括一个用于采集数据的电子盘，所述USB板(24)通过所述接口(14)联接着安装在所述面板(21)上的USB插座，所述USB插座接插所述的电子盘。
2.根据权利要求1所述的配电综合测控仪，其特征在于所述无功补偿控制�？�(7)中含有无功补偿控制信号输出口，所述壳体(20)外侧还设置有无功补偿控制线路端子(26)及通讯端子(27)，所述无功补偿控制信号输出口联接着无功补偿控制线路端子(26)及通讯端子(27)，该端子输出的控制信号可控制多路无功补偿回路。
3.根据权利要求1所述的配电综合测控仪，其特征在于所述通讯控制�？�(6)内有支持GPRS�？榛騇ODEM�？榈脑冻掏ㄑ断低常鲈冻掏ㄑ断低晨纱型ㄑ�。
4.根据权利要求1所述的配电综合测控仪，其特征在于所述中央处理模块(1)与所述通讯控制�？�(6)、所述无功补偿控制�？�(7)、所述USB控制�？�(5)、所述采样保持�？�(2)都是通过所述数据总线接口II(9)连接，所述中央处理�？�(1)与所述键盘控制模块(8)之间通过扩展的I/O口相连。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的配电综合测控仪，其特征在于所述电源�？�(10)内采用三相电源互锁技术，它能保证所述配电综合测控仪在三相电源缺相的情况下正常工作。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的配电综合测控仪，其特征在于所述的配电综合测控仪用面板固定或背挂固定。
专利摘要本实用新型公开了一种配电综合测控仪，旨在提供一种功能比较齐全、性能可靠、精度高、自动化程度高；高速率、大容量实时采集并智能化处理数椐；实现远程通讯容易；多回路无功补偿控制；使用方便、不易损坏、效率高、成本低的配电综合测控仪。该配电综合测控仪包括壳体(20)、面板(21)与固定在壳体(21)内的机芯板。所述机芯板由主机板(22)、控制板(23)、USB板(24)、电源板(25)及接插件和连接线组成。本实用新型可广泛应用在供电、用电部门。
文档编号G01D21/00GK2651712SQ03274759
公开日2004年10月27日 申请日期2003年9月27日 优先权日2003年9月27日
发明者易孝波, 贺小波 申请人:珠海市伊特高科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
