三相數字式智能電表制造技術

本發明專利技術提供了一種三相數字式智能電表，包括輸入輸出模塊、最小系統模塊、人機界面模塊和通信模塊；所述輸入輸出模塊、人機界面模塊及通信模塊分別與所述最小系統模塊連接；所述最小系統模塊包括電源模塊、復位單元、微處理器和存儲單元；所述電源模塊設有防雷電路和開關電源，外部交流電經所述防雷電路和開關電源后產生兩路隔離的5V直流電壓，一路為所述通信模塊供電，另一路為輸入輸出模塊、微處理器、存儲單元和人機界面模塊供電。本發明專利技術的三相數字式智能電表安全可靠，運行狀態良好，兼容性強，能對供電網絡進行實時監控，可滿足智能電網的要求。?

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及智能家居、智能電表和智能電網領域，尤其涉及一種三相數字式智能電表。
技術介紹
目前，隨著國家經濟快速增長，智能電網被列入未來發展的戰略決策。智能電表作為智能電網的重要組成部分，是電力部門優化用電管理過程的重要環節之一，也是實現數據互動、準確計量及智能調度的關鍵。智能電網中智能儀表應具有以下功能更注重信息處理、互動、計量和通信，以實現用戶負荷信息的詳細記錄和負荷相應。然而現有的智能電表顯然還不能滿足這種要求。各行各業，尤其是工業用電廣泛、用電量大、耗電多，要求供電安全可靠，可以滿足用戶對電力網絡實時監控的要求，并根據監控的結果，進行有效地控制，提高供電的安全可靠性，幫助用戶提高用電效率，節約能源、降低成本等要求。因此，設計一種安全可靠，運行狀態良好，兼容性強，能對供電網絡進行實時監控，包括全電氣測量、電能質量、掉電不丟失、事件記錄、通訊、數字量輸入輸出和模擬量輸入輸出等功能的新型智能電表顯得更加的迫切和具有重要的意義。
技術實現思路
為了解決現有技術中的問題，本專利技術提供了一種安全可靠，運行狀態良好，兼容性強，能對供電網絡進行實時監控，注重信息處理、互動、計量和通信的三相數字式智能電表，以滿足智能電網的要求。本專利技術提供了一種三相數字式智能電表，包括輸入輸出模塊、最小系統模塊、人機界面模塊和通信模塊；所述輸入輸出模塊、人機界面模塊及通信模塊分別與所述最小系統模塊連接；所述最小系統模塊包括電源模塊、復位單元、微處理器和存儲單元；所述電源模塊設有防雷電路和開關電源，外部交流電經所述防雷電路和開關電源后產生兩路隔離的5V直流電壓，一路為所述通信模塊供電，另一路為輸入輸出模塊、微處理器、存儲單元和人機界面模塊供電。作為本專利技術的進一步改進，所述輸入輸出模塊包括數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊；所述數字量輸入模塊包括光電耦合電路、濾波去抖電路、防雷隔離電路，用于檢測電力設備的開關狀態；所述數字量輸出模塊包括隔離電路和驅動電路，用于與電力網絡的中繼電器連接，并實時保護電力網絡；所述模擬量輸入模塊包括電壓/電流互感器、濾波電路、增益電路、A/D采樣電路，根據采樣數字信號，計算得出電力網絡的狀態信息；所述模擬量輸出模塊包括磁隔離電路、驅動放大電路、信號處理電路，用于輸出4-20mA電流或0-5V電壓，實現變送器功能。作為本專利技術的進一步改進，所述電源模塊還設有DC/DC轉換器和低壓差線性穩壓器；所述另一路5V直流電壓分別經DC/DC轉換器、低壓差線性穩壓器產生電壓值為24V和3.3V的兩路直流電壓；所述24V的直流電壓為所述數字量輸入模塊供電，所述3. 3V直流電壓為所述微處理器、存儲單元、模擬量輸入模塊和人機界面模塊供電 作為本專利技術的進一步改進，所述通信模塊為采用標準Modbus-RTU通信協議的RS485通信模塊。作為本專利技術的進一步改進，所述存儲單元包括電可擦可編程只讀存儲器和鐵電存儲器；所述鐵電存儲器用于存儲三相數字式智能電表的設置參數和校準參數。作為本專利技術的進一步改進，所述人機界面模塊包括實時顯示電力網絡狀態信息的LCD屏幕、查看和設置三相數字式智能電表運行參數的按鍵單元，和實時顯示電力網絡電流大小的LED電流棒。作為本專利技術的進一步改進，所述LCD屏幕實時顯示電力網絡的參數設置、電能質量、測量查詢、參數查詢、裝置維護和事件記錄，所顯示的菜單采取樹型結構設計。作為本專利技術的進一步改進，所述按鍵單元包括左右方向鍵、上下方向鍵、設定鍵和返回鍵四個按鍵。作為本專利技術的進一步改進，所述LED電流棒包括多個依次排列的LED燈，被測設備的實時電流直接決定亮燈數量 當被測設備的實時電流大于零且小于或等于被測設備的額定電流時，亮燈數量為y=[xl*I/In]； 當被測設備的實時電流大于被測設備的額定電流且小于或等于1. 2倍被測設備的額定電流時，亮燈數量為y=[xl+(x2*I/(l. 2*In))]；當被測設備的實時電流大于1. 2倍被測設備的額定電流時，亮燈數量為y=xl+x2+x3 ；其中，I為亮燈的數量，Xl為第一種顏色LED燈的數量，x2為第二種顏色LED燈的數量，x3為第三中顏色LED燈的數量，I為被測設備的實時電流，In為被測設備的額定電流。作為本專利技術的進一步改進，所述最小系統模塊還設有備用電池，所述備用電池分別與所述通信模塊、DC/DC轉換器及低壓差線性穩壓器連接，當外部交流電掉電時所述備用電池為該三相數字式智能電表供電。本專利技術的有益效果是本專利技術提供的三相數字式智能電表更加安全可靠，運行狀態良好，兼容性強，能對供電網絡進行實時監控，包括全電氣測量、電能質量、掉電不丟失、事件記錄、通訊、數字量輸入輸出和模擬量輸入輸出等功能，并可根據監控的結果，進行有效地控制，提高供電的安全可靠性，幫助用戶提高用電效率，節約能源、降低成本，能滿足智能電網的要求。附圖說明圖1是本專利技術實施例中三相數字式智能電表的硬件功能模塊 圖2是本專利技術實施例中三相數字式智能電表的硬件結構框 圖3是本專利技術實施例中三相數字式智能電表的電源結構框 圖4是本專利技術實施例中數字量輸入模塊結構框 圖5是本專利技術實施例中數字量輸出模塊結構框 圖6是本專利技術實施例中模擬量輸入模塊結構框 圖7是本專利技術實施例中模擬量輸出模塊結構框圖； 圖8是本專利技術實施例中人機界面模塊的結構框 圖9是本專利技術實施例中LCD屏幕顯示的樹形菜單結構 圖10是本專利技術實施例中按鍵單元的結構 圖11是本專利技術實施例中LCD屏幕顯示的主菜單； 圖12是本專利技術實施例中LCD屏幕顯示的按鍵切換顯示信息； 圖13是本專利技術實施例中LED電流棒的狀態 圖14是本專利技術實施例中三相數字式智能電表與其他電表對比圖。圖中標識1-輸入輸出模塊；11-數字量輸入模塊(DI) ;111_光電I禹合電路；112-濾波去抖電路；113-防雷隔離電路；12-數字量輸出模塊(DO); 121-隔離電路；122_驅動電路；13_模擬量輸入模塊(AI);131-電壓/電流互感器；132_濾波電路；133_增益電路；134- A/D采樣電路；14-模擬量輸出模塊(A0); 141-隔離電路；142-驅動放大電路；143_信號處理電路；2-最小系統模塊；21_電源模塊；211-防雷電路；212-開關電源；213_DC/DC轉換器；214_低壓差線性穩壓器(LDO) ；22-復位單元；23_微處理器(C0RTEX-M3) ;24_存儲單元；25_備用電池；3_人機界面模塊；31-1XD屏幕；32_按鍵單元；321_左右方向鍵；322-上下方向鍵；323_設定鍵；324_返回鍵；33_LED電流棒；4_通信模塊。具體實施例方式下面結合附圖說明及具體實施方式對本專利技術進一步說明。如圖1、圖2、圖3所不,一種三相數字式智能電表,包括輸入輸出模塊1、最小系統模塊2、人機界面模塊3和通信模塊4 ;所述輸入輸出模塊1、人機界面模塊3及通信模塊4分別與所述最小系統模塊I連接；所述最小系統模塊2包括電源模塊21、復位單元22、微處理器(C0RTEX-M3)23和存儲單元24 ;所述輸入輸出模塊I包括數字量輸入模塊(DI) 11、數字量輸出模塊(DO) 12、模擬量輸入模塊(Al) 13和模擬量輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三相數字式智能電表，其特征在于：包括輸入輸出模塊、最小系統模塊、人機界面模塊和通信模塊；所述輸入輸出模塊、人機界面模塊及通信模塊分別與所述最小系統模塊連接；所述最小系統模塊包括電源模塊、復位單元、微處理器和存儲單元；所述電源模塊設有防雷電路和開關電源，外部交流電經所述防雷電路和開關電源后產生兩路隔離的5V直流電壓，一路為所述通信模塊供電，另一路為輸入輸出模塊、微處理器、存儲單元和人機界面模塊供電。

【技術特征摘要】
1.一種三相數字式智能電表，其特征在于包括輸入輸出模塊、最小系統模塊、人機界面模塊和通信模塊；所述輸入輸出模塊、人機界面模塊及通信模塊分別與所述最小系統模塊連接；所述最小系統模塊包括電源模塊、復位單元、微處理器和存儲單元；所述電源模塊設有防雷電路和開關電源，外部交流電經所述防雷電路和開關電源后產生兩路隔離的5V 直流電壓，一路為所述通信模塊供電，另一路為輸入輸出模塊、微處理器、存儲單元和人機界面模塊供電。2.根據權利要求1所述的三相數字式智能電表，其特征在于所述輸入輸出模塊包括數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊；所述數字量輸入模塊包括光電耦合電路、濾波去抖電路、防雷隔離電路，用于檢測電力設備的開關狀態；所述數字量輸出模塊包括隔離電路和驅動電路，用于與電力網絡的中繼電器連接，并實時保護電力網絡；所述模擬量輸入模塊包括電壓/電流互感器、濾波電路、增益電路、A/D采樣電路，根據采樣數字信號，計算得出電力網絡的狀態信息；所述模擬量輸出模塊包括磁隔離電路、驅動放大電路、信號處理電路，用于輸出4-20mA電流或0-5V電壓，實現變送器功能。3.根據權利要求2所述的三相數字式智能電表，其特征在于所述電源模塊還設有DC/ DC轉換器和低壓差線性穩壓器；所述另一路5V直流電壓分別經DC/DC轉換器、低壓差線性穩壓器產生電壓值為24V和3. 3V的兩路直流電壓；所述24V的直流電壓為所述數字量輸入模塊供電，所述3. 3V直流電壓為所述微處理器、存儲單元、模擬量輸入模塊和人機界面模塊供電。4.根據權利要求3所述的三相數字式智能電表，其特征在于所述通信模塊為采用標準Modbus-RTU通信協議的RS485通信模塊。5.根據權利要求4所述的三相數字式智能電表，其特征在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李正國，朱方來，張凱，趙特，李群林，
申請(專利權)人：深圳職業技術學院，
類型：發明
國別省市：