劉曉娟

[摘要]本表由感應(yīng)式電度表作發(fā)訊部件,通過內(nèi)部的8031控制、處理、計(jì)算能完成通常電能表、復(fù)費(fèi)率表、電力定量器、最大需量表、功率表、脈沖表、電力負(fù)荷控制器等表計(jì)的功能,并且可與計(jì)算機(jī)聯(lián)接組成系統(tǒng)。文章簡(jiǎn)介了原理功能、軟件設(shè)計(jì),對(duì)登記表中掉電檢測(cè)電路做了說明。

一、概述

隨著國(guó)家對(duì)用電管理政策的不斷完善,各基層用電管理水平相應(yīng)提高,對(duì)電力的合理使用就顯得尤為重要。用戶急需一種集電能計(jì)量管理、控制、電能傳輸為一體的新型產(chǎn)品。它既能減少PT、CT的負(fù)荷及投資成本,又能便于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。為此,根據(jù)《多功能電度表》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研制了集電能表、復(fù)費(fèi)率表、電力定量器、最大需量表、功率表、脈沖表、電力負(fù)荷控制及計(jì)算機(jī)接口為一體的新一代多功能、性能價(jià)格比高的電能表。

二、主要性能及技術(shù)指標(biāo)

儲(chǔ)存、顯示(上月/當(dāng)月)總電量;

儲(chǔ)存、顯示(上月/當(dāng)月)峰、谷、平時(shí)段電量;

儲(chǔ)存、顯示(上月/當(dāng)月)峰、谷時(shí)段最大需量;

儲(chǔ)存、顯示(上月/當(dāng)月)超用電量;

計(jì)算、顯示實(shí)時(shí)功率;

運(yùn)算、記錄負(fù)荷代表的日負(fù)荷率;

超計(jì)劃用電量報(bào)警信號(hào)輸出;

超計(jì)劃用電功率報(bào)警及跳閘信號(hào)輸出;

累計(jì)總電量機(jī)電同步;

通過數(shù)據(jù)通道可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、定值調(diào)整、時(shí)段改變、參數(shù)打印、遙控跳閘及輸入并顯示所有預(yù)置數(shù)據(jù),可預(yù)置數(shù)據(jù)如下:①用戶編號(hào);②脈沖常數(shù);③互感器參數(shù);④機(jī)械讀數(shù);⑤最大需量周期;⑥電量定值;⑦功率定值;⑧負(fù)載代表日;⑨報(bào)警延時(shí);⑩時(shí)段設(shè)置。

以上預(yù)置數(shù)據(jù)可一次送完,也可單個(gè)發(fā)送。

三、工作原理

DSD7型多功能電能表是把電能計(jì)量部件與微機(jī)控制部件結(jié)為一體的具有分時(shí)計(jì)量、最大需量、實(shí)時(shí)功率、負(fù)荷控制、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及參數(shù)掉電保護(hù)等功能的整體化式電能計(jì)量?jī)x表。它采用電磁感應(yīng)式電度表(基表)作為發(fā)訊部件,提供給控制部件采樣信號(hào),而控制部件采用全電子式的微機(jī)裝置,通過微機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)多種功能的信號(hào)監(jiān)測(cè)、計(jì)量和控制。

1.硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)電路組成最優(yōu)化原則,電路設(shè)計(jì)采用TTL、PMOS、和CMOS混用電路,其基本設(shè)計(jì)原則是:

①盡可能使用集成度高的芯片,提高電路的可靠性和抗干擾能力。②在保證電路正常工作下盡量降低工作頻率。這樣可降低系統(tǒng)中元器件的速度要求,從而降低成本和提高系統(tǒng)可靠性。③在滿足需要前提下使用低功耗電路及器件,可降低元器件的失效率,減小電路的動(dòng)態(tài)漂移和靜態(tài)功耗。④集成電路不用的輸入端應(yīng)正確處置,不得使其呈懸空狀態(tài),以免引進(jìn)電場(chǎng)耦合干擾,損壞元件,同時(shí)可大大減小靜態(tài)功耗。⑤各印制板均應(yīng)設(shè)置電源去耦電路和信號(hào)線對(duì)地濾波電容,并采用環(huán)抱地線,可起到掏電網(wǎng)干擾和線間干擾作用。⑥插座連接盡可能采用無線連接,接插件的相鄰信號(hào)線之間設(shè)置地線,以減小負(fù)荷突變和干擾。

為了保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性,電子元件大多選用美國(guó)的產(chǎn)品,只要外接一處程序存貯器、一處數(shù)據(jù)存貯器和一些輔助芯片就可構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。它具有集成度高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,處理功能強(qiáng),容易產(chǎn)品化等特點(diǎn),且價(jià)格低,使用靈活,非常適合在我國(guó)的推廣應(yīng)用。

2.軟件設(shè)計(jì)

當(dāng)DSD7型多功能表開始運(yùn)行時(shí)首先判別是斷電后再起動(dòng)還是初始起動(dòng)。若是斷電再起動(dòng)則儀表進(jìn)行斷電處理后馬上轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。若是初始起動(dòng)則顯示為全零,等待編程,程序在初始化部分循環(huán)。當(dāng)手持式編程器通過系統(tǒng)串行通信接口對(duì)多功能表進(jìn)行預(yù)置數(shù)據(jù)編程后,系統(tǒng)建立一個(gè)高電平信號(hào),即在相應(yīng)存貯器工作單元設(shè)置運(yùn)行標(biāo)志,系統(tǒng)即起動(dòng)運(yùn)行。正常運(yùn)行后手持式編程器可通過數(shù)據(jù)通道對(duì)多功能表進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

系統(tǒng)程序采用模塊式結(jié)構(gòu),把要完成的主要任務(wù)的程序分成相應(yīng)功能塊。除主程序外,其他功能均由子程序和中斷處理程序完成。程序的有關(guān)地方還采用了冗余技術(shù),使程序的處理手法更趨于完善。

3.掉電檢測(cè)電路

掉電檢測(cè)電路是一個(gè)電壓比較器。在電壓上升或下降過程中都會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的跳躍波,原因是工作電壓下降,使輸出波形失真。所以充電電池電壓必須大于3V以上。

四、應(yīng)用場(chǎng)合及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

實(shí)踐證明多功能電能表的使用是符合國(guó)情和民情的,多功能表經(jīng)電力部門及廠礦企業(yè)用電管理部門的試運(yùn)行已產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,體現(xiàn)了很高的實(shí)用價(jià)值。

DSD7型多功能電能表在計(jì)量和計(jì)劃用電專業(yè)人員的配合下,按裝在直供大用戶,與分時(shí)表、最大需量表、電力定量器一起做參數(shù)比較試驗(yàn)。

從1991年9月10日起經(jīng)3個(gè)月的運(yùn)行參數(shù)比較,認(rèn)為DSD7型多功能電能表運(yùn)行正常,參數(shù)顯示可靠,符合各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo),能起到一機(jī)多用效果。

從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中可以看出,該表掉電保護(hù)可靠,時(shí)鐘走時(shí)準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)顯示及交月儲(chǔ)存、抄表機(jī)抄錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤,總計(jì)度準(zhǔn)確,且具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

五、結(jié)束語(yǔ)

該表結(jié)構(gòu)緊湊,外型美觀,布局合理,操作安裝方便,顯示讀數(shù)明了易懂,功能性強(qiáng),在現(xiàn)場(chǎng)以一表代替多表運(yùn)行,經(jīng)濟(jì)、方便又準(zhǔn)確,給操作人員和使用單位帶來很多方便,得到電業(yè)部門和用戶的一致好評(píng),是適應(yīng)目前電能計(jì)量、管理政策最佳的電能計(jì)量產(chǎn)品。

(編輯/李舶)