CN101271131A - 综合电力测控仪 - Google Patents

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CN101271131A CNA2008101002808A CN200810100280A CN101271131A CN 101271131 A CN101271131 A CN 101271131A CN A2008101002808 A CNA2008101002808 A CN A2008101002808A CN 200810100280 A CN200810100280 A CN 200810100280A CN 101271131 A CN101271131 A CN 101271131A
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Abstract

本发明涉及一种综合电力测控仪,应用于配电成套设备中。特征是采用在测控仪壳体与后盖之间设置通讯接口,后盖紧固在测控仪壳体上,底板、控制主板、液晶屏及面板依次紧固在测控仪壳体上;在控制主板上设置主控控制电路。由于采用微处理器与专用集成芯片相结合的方案,把输入到的模拟信号先进行取样电路的测量和整理,然后输入到专用集成芯片进行由模拟信号转换成数据信号,再用微处理器进行电流和电压信号的处理;本发明电能参数的测量精度高,速度快,检测数据准确,液晶显示,快速通讯的响应,达到了整个系统中多功能与实时性的完美统一。

Description

综合电力测控仪技术领域本发明涉及一种PMW2000综合电力测控仪,应用于配电成套设备中。 背景技术测量仪表是电力系统必不可少的测量工具,也是保障电力安全运行不可 缺少的手段之一,它能反映出电力安全运行过程中回路电流的现状。防止过 电流或者发生短路引起的故障,并能结合其它保护来保障电力运行安全。随着电力事业的不断发展及集成电路在测量仪表中的运用,测量仪表要 求也越来越高,其精度和准确性是检验仪表的性能指标,另外运行速度也是 仪表的好坏的依据之一。专利号200520022247. X "数字多功能电力仪表"是一种工频交流参数 测量控制指示仪表,主要由开关电源、信号输入电路、模拟信号处理电路、 单片机、监控存储电路、RS485通讯接口、变送输出电路、I/O输入输出电 路和壳体构成。本装置具有高精度、抗强电磁干扰能力以及多功能遥测、遥 信、遥控、智能校准功能。其采用的是A/D+MCU测量电网参数,开发周期 长,软件复杂,而且测量速度比较慢。"基于嵌入式处理器的电力参数检测技术"是一种以32位ARM7TDMI 嵌入式微处理器S3C4480X集成芯片和实时多任务操作系统内核uC/OS-II为 核心,结合ADS7864专用A/D集成芯片的电力参数测量装置,是一种不需新增硬件的高度软件动态跟踪同步采样方法,其包括测量装置的硬件、软件 构成以及基于uC/OS-II的实时操作系统。在处理的方式上,采用的是A/D 的处理,所以在测试的精度和测试的速度上较慢。 发明内容本发明的目的在于克服上述不足之处,从而提供一种具备正,反向,有 功/无功电能,功率因数,相角,线频率,电压、电流有效值,相序检测,三 相电流、电压失量和输出,电压夹角,失压判断等约59项电能参数的计量, 功能强大;并可测量到含31次谐波的有功、无功和视在功率;还具有通讯功 能于一体多功能PMW2000综合电力测控仪。本发明的主要解决方案是这样实现的:本发明主要包括测控仪壳体与后盖,采用在测控仪壳体与后盖之间设置 通讯接口,后盖紧固在测控仪壳体上,底板、控制主板、液晶屏及面板依次 紧固在测控仪壳体上,在液晶屏上设置按钮。在控制主板上设置主控控制电 路。所述的底板上设置排针。所述的主控控制电路采用输出测量的电流或电压输出端连接电流互感器 输入端,电流互感器输出端连接电流或电压取样电路输入端,电流或电压取 样电路输出端与ATT7022A专用集成芯片输入端连接,ATT7022A专用集成芯 片输出端连接ATmegal28微处理器,ATmegal28微处理器分别与显示驱动电 路输入端、第二光隔电路输入端及JTAG接口连接。显示驱动电路输出端与 液晶显示器连接。第二光隔电路输出端连接两路继电器。JTAG接口连接仿真 器。按键按钮与ATmegal28微处理器连接。RS-485接口分别与ATmegal28微 处理器及工业通讯网络连接。两路状态信号输出端连接第一光隔电路输入端, 第一光隔电路输出端与ATmegal28微处理器连接。另外一路的输入电路中: 电流或电压输出端连接电流互感器输入端,电流互感器输出端连接电流或电 压取样电路输入端,电流或电压取样电路输出端与ATT7022A专用集成芯片输 入端连接。所述的输出测量的电流或电压输入到电流互感器,所述的电流互感器再 把输入的电流或电压进行变比后输出到电流或电压取样电路,电流或电压取 样电路经整理后再输出到专用集成芯片;所述的专用集成芯片对模拟信号转 换成数据信号后输入到微处理器,由微处理器对电流或电压信号进行处理, 处理后的数据输入到显示驱动电路,由显示驱动电路处理后输入液晶显示 器;所述的微处理器处理后的数据输入到JTAG接口,由JTAG接口输入到仿 真器再连接到计算机进行仿真处理,再由JTAG接口输入到微处理器;所述的微处理器进行处理后的数据输入到第二光隔电路后,再由第二光 隔电路进行处理后输入到两路继电器控制电路上进行控制输出。所述的两路状态信号检测好的信号输入到第一光隔电路,第一光隔电路 经整理后输入到微处理器,微处理器把处理过的数据用数据线输入到RS-485 接口,RS-485接口输入到工业通讯网络进行网上的连接,使数据能进行传递,达到远程控制和软件的升级。本发明与已有技术相比具有以下优点:本发明由于采用ATmegal28微处理器与专用电能集成芯片ATT7022A相结 合的方案,把输入到的模拟信号先进行取样电路的测量和整理,然后输入到 专用集成芯片ATT7022A进行由模拟信号转换成数据信号,再用ATmegal28 微处理器进行电流和电压信号的处理;由于先采用专用集成芯片ATT7022A 预先处理使ATmegal28微处理器加快了数据的处理速度和精确度,使测控仪 具备正,反向,有功/无功电能,功率因数,相角,线频率,电压、电流有效 值,相序检测,三相电流、电压失量和输出,电压夹角,失压判断等约59 项电能参数的计量,功能强大;并可测量到含31次谐波的有功、无功和视在 功率;电能参数的测量精度高,速度快,检测数据准确,速晶显示,快速通 讯的响应,达到了整个系统中多功能与实时性的完美统一;由于采集的数据 采用电流互感器,高精度电阻及电压互感器,高精度电阻,使采集的数据更加 可靠。 附图说明图1为本发明外形结构示意图。图2为本发明主控控制电路方框原理图。图3为本发明继电器电路接线原理图。 具体实施方式.下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述: 如图1所示:本发明主要采用在测控仪壳体100与后盖101之间设置通讯接口 102,后盖101紧固在测控仪壳体100上,底板104、控制主板103、 液晶屏109及面板107依次紧固在测控仪壳体100上,在控制主板103上设 置主控控制电路,在液晶屏109上设置按钮108。所述的底板104上设置排 针。如图2所示:所述的主控控制电路采用输出测量的电流或电压1输出端 连接电流互感器2输入端,电流互感器2输出端连接电流或电压取样电路3 输入端,电流或电压取样电路3输出端与ATT7022A专用集成芯片7输入端连 接,ATT7022A专用集成芯片7输出端连接ATmegal28微处理器8, ATmegal28 微处理器8分别与显示驱动电路9输入端、第二光隔电路13输入端及JTAG接口16连接。显示驱动电路9输出端与液晶显示器IO连接。第二光隔电路 13输出端连接两路继电器14。 JTAG接口 16连接仿真器17。按键按钮15与 ATmegal28微处理器8连接。RS-485接口 18分别与ATmegal28微处理器8 及工业通讯网络19连接。两路状态信号12输出端连接第一光隔电路11输入 端,第一光隔电路11输出端与ATmegal28微处理器8连接。所述的另外一路的输入电路:电流或电压4、电流互感器5、电流或电压 取样电路6,其原理与电流或电压l、电流互感器2、电流或电压取样电路3 原理相同。所述的另外一路的输入电路采用输出测量的电流或电压4输出端 连接电流互感器5输入端,电流互感器5输出端连接电流或电压取样电路6 输入端,电流或电压取样电路6输出端与ATT7022A专用集成芯片7输入端连 接。本发明电流测量流程:输出测量的电流输入到电流互感器2,电流互感器2再把输入的电流进行变比后输出到电流取样电路3,电流取样电路3经 整理后再输出到ATT7022A专用集成芯片7, ATT7022A专用集成芯片7对模 拟信号转换成数据信号后输入到ATmegal28微处理器8,由ATmegal28微处 理器8处理后的数据输入到显示驱动电路9,由显示驱动电路9输入液晶显 示器10。另外由ATmegal28微处理器8输入JTAG接口 16,然后由JTAG接 口 16连接到仿真器17再连接到计算机进行仿真处理,也可由计算机连接仿 真器17传送到JTAG接口 16,再由JTAG接口 16输入到ATmegal28微处理器 8。按键按钮15对参数进行设定,然后把设定的参数输送到ATmegal28微处 器8,由ATmegal28微处器8输入到第二光隔电路13,再由第二光隔电路处 理后把信号传输到两路继电器14进行输出。另外由检测好的信号外部输入 的两路状态信号12输入到光隔电路,在由第一光隔电路11经整理后输入到 ATmegal28微处器8。由ATmegal28微处理器8把处理过的数据用数据线输 入到RS-485接口 18,再通过RS-485接口 18输入到工业通讯网络19进行网 上的连接,使数据能进行传递,达到远程控制和软件的升级.电压测量流程:输出测量的电压输入到电压互感器2,电压互感器2再把 输入的电压进行变比后输出到电压取样电路3,由输入的电压取样电路3经 整理后再输出到ATT7022A专用集成芯片,ATT7022A专用集成芯片对模拟信 号转换成数据信号后输入到ATmegal28微处理器8,由ATmegal28微处理器8处理后的数据输入到显示驱动电路9,由显示驱动电路9输入液晶显示器 10。另外由ATmegal28微处理器8输入JTAG接口 16,然后由JTAG接口 16 连接到仿真器17再连接到计算机进行仿真处理,也可由计算机连接仿真器 17传送到JTAG接口 16,再由JTAG接口 16输入到ATmegal28微处理器8。 按键按钮15对参数进行设定,然后把设定的参数输送到ATmegal28微处器8, 由ATmegal28微处器8输入到第二光隔电路,再由第二光隔电路处理后把信 号传输到两路继电器14进行输出。另外由检测好的信^外部输入的两路状 态信号12输入到第一光隔电路,在由第一光隔电路经整理后输入到 ATmegal28微处理器8。由ATmegal28微处理器8把处理过的数据用数据线输 入到RS-485接口 18,再通过RS-485接口 18输入到工业通讯网络19进行网
上的连接,使数据能进行传递,达到远程控制和软件的升级。
如图3所示:所述的两路继电器14是由光隔电路输出24V电压,继电 器接点Pl接入到继电器接线端子的接点Dl和接点D2中,然后由继电器接线 端子的接点D1连接到继电器接点P1的输入端B1,再由继电器接线端子的接 点D2连接到继电器接点Pl的输入端B2.当接点Dl和接点D2通电后,继电 器吸合,由继电器输出端B3连接到并联电容C1的接点El,另一端继电器B4 连接到并联电容Cl的接点E2,再由接点E2连接到二级管VI的端点E4,另 一端接点E1连接到二级管V1的端点E3,再由接点E4连接到二极管T1的输 入端,另外三级管Tl的另一端输出到端点E9电阻Rl的一端,通过电阻Rl 的端点E10输出,达到控制的作用。
所述的继电器接点P2接点接入到继电器接线端子的接点D4和接点D3 中,然后由继电器接线端子的接点D4连接到继电器接点P2的输入端B6,再 由继电器接线端子的接点D3连接到继电器接点P2的输入端B5.当接点D4 和接点D3通电后,继电器吸合,由继电器输出端B8连接到并联电容C2的接 点E5,另一端继电器B7连接到并联电容C2的接点E6,再由接点E6连接到 二级管V2的端点E8,另一端接点E5连接到二级管V2的端点E7,再由接点 E8连接到三极管T2的输入端,另外二级管T2的另一端输出到端点Ell电阻 R2的一端,通过电阻R2的端点E12输出,达到控制的作用。
所述的继电器的控制原理是由光隔电路输入后通过继电器的吸合后产生 电流流过二级管进行整流的作用,然后连接三级管对电流进行放大处理,在由电路放大后通过电阻的作用输出,从而达到进行控制电路。 同理另外一路的继电器控制也是按此原理。

Claims (3)

1. 一种综合电力测控仪,包括测控仪壳体(100)与后盖(101),其特征是采用在测控仪壳体(100)与后盖(101)之间设置通讯接口(102),后盖(101)紧固在测控仪壳体(100)上,底板(104)、控制主板(103)、液晶屏(109)及面板(107)依次紧固在测控仪壳体(100)上,在控制主板(103)上设置主控控制电路,在液晶屏(109)上设置按钮(108)。
2、 根据权利要求l所述的综合电力测控仪,其特征在于所述的主控控制 电路采用输出测量的电流或电压(1)输出端连接电流互感器(2)输入端, 电流互感器(2)输出端连接电流或电压取样电路(3)输入端,电流或电压 取样电路(3)输出端与集成芯片(7)输入端连接,集成芯片(7)输出端连 接微处理器(8),微处理器(8)分别与显示驱动电路(9)输入端、第二光 隔电路(13)输入端及接口 (16)连接;显示驱动电路(9)输出端与液晶显 示器(10)连接;第二光隔电路(13)输出端连接两路继电器(14);接口(16)连接仿真器(17);按键按钮(15)与微处理器(8)连接;接口 (18) 分别与微处理器(8)及工业通讯网络(19)连接;两路状态信号(12)输出 端连接第一光隔电路(11)输入端,第一光隔电路(11)输出端与微处理器(8)连接;所述的输出测量的电流或电压输入到电流互感器(2),所述的电流互感 器(2)再把输入的电流或电压进行变比后输出到电流或电压取样电路(3),经电流或电压取样电路(3)整理后再输出到集成芯片(7);所述的集成芯片(7)对模拟信号转换成数据信号后输入到微处理器(8),由微处理器(8) 对电流或电压信号进行处理,处理后的数据输入到显示驱动电路(9),由显 示驱动电路(9)处理后输入液晶显示器(10);所述的微处理器(8)处理后的数据输入到接口 (16),由接口 (16)输 入到仿真器(17)再连接到计算机进行仿真处理,再由接口 (16)输入到微 处理器(8);所述的微处理器(8)进行处理后的数据输入到第二光隔电路(13)后,再由第二光隔电路(13)进行处理后输入到两路继电器(14)控制电路上进行控制输出;所述的两路状态信号(12)检测的信号输入到第一光隔电路(11),第 一光隔电路(11)经整理后输入到微处理器(8),微处理器(8)把处理过 的数据输入到接口 (18),接口 (18)输入到工业通讯网络(19)进行网上的 连接,使数据能进行传递,达到远程控制和软件的升级。
3、根据权利要求1所述的综合电力测控仪,其特征在于所述的底板(104)上设置排针。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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