CN104316114A - 集约式触摸屏智能电力仪表 - Google Patents
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Abstract
一种集约式触摸屏智能电力仪表，涉及一种电力仪表。为提供一种集约式触摸屏智能电力仪表，使得集约式触摸屏智能电力仪表除具备现有仪表测量、显示及通讯功能外，还具有触摸屏集中显示、无线通讯、远程监控等功能。本发明采用的技术方案为：包括机壳，机壳内部或外部安装有多个参数采集模块，参数采集模块通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块，处理控制模块通过导线连接到触摸屏显示模块和通讯模块。本发明仪表在具备RS485通讯功能的同时，增加了GSM通讯功能，仪表增加了温度及开关状态的检测显示，增加了用户对输配电设备的监控能力，减少操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。
Description
技术领域
本发明属于仪器仪表技术领域，涉及一种电力仪表，尤其涉及一种集约式触摸屏智能电力仪表。
背景技术
目前，在电力系统中为测量、显示输配电设备运行参数，均在输配电设备上安装电力仪表。所使用的电力仪表多为单体式指针仪表或数显仪表，单只仪表只能显示一个回线的一个运行参数或多个运行参数，馈线回路较多时需安装多只仪表，安装、调试工作量大，工程建设成本较高；现有仪表的参数设置或界面切换均需通过操作按键来实现，操作不够直观。且现有仪表没有监测、通讯功能或仅有利用通讯线通讯功能，功能单一、智能化水平低。
发明内容
为提供一种集约式触摸屏智能电力仪表，使得集约式触摸屏智能电力仪表除具备现有仪表测量、显示及通讯功能外，还具有触摸屏集中显示、无线通讯、远程监控等功能；一只仪表可以分别显示一个回路或多个回路运行参数；减少在输配电设备安装施工时因重复安装仪表带来的资源损耗、工程投资及施工工作量，且增加远程无线监控功能，减少操作维护人员工作量，提高智能化水平。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种集约式触摸屏智能电力仪表，包括机壳，机壳内部或外部安装有多个参数采集模块，参数采集模块通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块，处理控制模块通过导线连接到触摸屏显示模块和通讯模块；
所述的参数采集模块是由温度传感器、光电隔离电路、分压电路、电流传感器、电能计量芯片、MCU处理器A以及RS485驱动电路A组成的集成电路板，所述的集成电路板的温度传感器、光电隔离电路直接连接到MCU处理器A，分压电路、电流传感器通过电能计量芯片连接到MCU处理器A，MCU处理器A再直接或通过RS485驱动电路A连接到处理控制模块的MCU处理器B；
所述的处理控制模块由电源、MCU处理器B及时钟电路组成，电源及时钟电路连接到MCU处理器B上。
所述的通讯模块包括RS485驱动电路B、RS232驱动电路和GSM通讯模块，RS485驱动电路B、RS232驱动电路和GSM通讯模块均与处理控制模块的MCU处理器B连接。
本发明通过参数采集模块采集输配电设备电压、电流、开关状态、温度等参数，经处理控制模块处理后输送到触摸屏显示模块进行集中分别显示。参数采集模块可根据需要做成独立的模块分别采集不同回路参数，避免了每个回路安装独立显示仪表带来的各种不便，减少了资源损耗、工程投资及施工工作量。触摸屏显示模块显示界面采用实际运行设备的模拟线显示形式，并可分页显示，手动触摸操作，操作简单、直观明了。仪表在具备RS485通讯功能的同时，增加了GSM通讯功能，当设备运行参数超过设定的阀值时，集约式触摸屏智能电力仪表通过GSM网络给用户发送报警信息，用户也可通过GSM网络向集约式触摸屏智能电力仪表发送指令，仪表再将命令传送给断路器或其它相应的执行设备。同时仪表增加了温度及开关状态的检测显示，增加了用户对输配电设备的监控能力。减少操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。
附图说明
图1为集约式触摸屏智能电力仪表原理框图。
图2为电流传感器电路原理图。
图3为光电隔离电路原理图。
图4为电压调理电路原理图。
图5为MCU系统电路原理图。
图6为电源原理图。
图7为时钟电路原理图。
图8为RS485驱动电路原理图。
图9为RS232驱动电路原理图。
图10为GSM通讯模块原理图。
图11为电能计量芯片原理图。
附图中：1.机壳；2. 触摸屏显示模块；3. 时钟电路；4. 处理控制模块；5. 参数采集模块；6. 光电隔离电路；7.温度传感器；8.分压电路；9.电流传感器；10.电能计量芯片；11. MCU处理器A；12.RS485驱动电路A；13.MCU处理器B；14.电源；15.通讯模块；16. GSM通讯模块；17.RS232驱动电路；18. RS485驱动电路B。
具体实施方式
实施例
处理控制模块4的电源为仪表各模块提供24V或5V直流电源。参数采集模块5的分压电路8及电流传感器9分别将输配电设备不同回路一次电压、电流互感器9的二次电流信号转变为合适的信号后，输入到电能计量芯片10进行A/D转换，转换后的参数按照SPI时序输出至SPI数据总线供MCU处理器A读取。同时，光电隔离电路6检测的开关状态及温度传感器7采集的检测点温度信息实时传送至MCU处理器A；MCU处理器A将收集处理的信号再通过RS485总线上传至处理控制模块4的MCU处理器B。MCU处理器B将信号处理后输送到触摸屏显示模块2，触摸屏显示模块2根据需要分别显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、开关状态等相关参数。
MCU处理器B可根据需要将电流、电压及温度等参数通过GSM通讯模块16发送到用户手机或终端设备上。MCU处理器B也可通过RS485驱动电路B将相关参数传送到后台设备上。时钟电路3为仪表提供实时日期信息，RS232驱动电路为MCU处理器B输入程序或输出数据。
本发明可用于MNS等低压抽屉柜的馈线柜，一块仪表显示整台馈线柜各回路的运行参数。MNS抽屉柜馈线回路可为9路，集约式触摸屏智能电力仪表的参数采集模块5做成独立分体式，分别安装在馈线柜各回路中，用于检测相应的运行参数。处理控制模块4、触摸屏显示模块2、通讯模块15集中在一个机壳内作为仪表的本体。9个馈线回路的参数采集模块5通过RS485通讯线连接到仪表本体，仪表本体自动分配各参数采集模块5的通讯地址，每个参数采集模块5分别对应着仪表本体界面上的各个馈线回路模拟线，当单页无法显示所有回路模拟线时可分页显示。模拟线上断路器符号根据断路器实际状态分别显示分合状态，操作人员触摸各回路模拟线的相应位置，仪表自动切换到该回路相应参数的显示界面，操作人员也可设置各回路一次电流互感器变比，操作方便、智能直观。同时，当检测的母线搭接处温度过高或该回路电压、电流等参数出现异常，仪表自动通过GSM网络给用户发送报警信息，用户也可通过GSM网络向集约式触摸屏智能电力仪表发送指令，仪表再将命令传送给各回路断路器或其它相应的执行设备，快速断开该回路断路器或切除该回路负荷，避免因过载过流等情况出现的设备烧损或停电事故发生。
安装集约式触摸屏智能电力仪表的MNS抽屉柜馈线柜，仪表数量由原来的9只减少为1只，不仅减少了建设投资、资源损耗及施工工作量，还增加了用户对输配电设备的监控能力、减少了操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。
Claims (1)
1.一种集约式触摸屏智能电力仪表，其特征在于：包括机壳（1），机壳（1）内部或外部安装有多个参数采集模块（5），参数采集模块（5）通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块（4），处理控制模块（4）通过导线连接到触摸屏显示模块（2）和通讯模块（15）；
所述的参数采集模块（5）是由温度传感器（7）、光电隔离电路（6）、分压电路（8）、电流传感器（9）、电能计量芯片（10）、MCU处理器A（11）以及RS485驱动电路A（12）组成的集成电路板，所述的集成电路板的温度传感器（7）、光电隔离电路（6）直接连接到MCU处理器A（11），分压电路（8）、电流传感器（9）通过电能计量芯片（10）连接到MCU处理器A（11），MCU处理器A（11）再直接或通过RS485驱动电路A（12）连接到处理控制模块（4）的MCU处理器B（13）；
所述的处理控制模块（4）由电源（14）、MCU处理器B（13）及时钟电路（3）组成，电源（14）及时钟电路（3）连接到MCU处理器B（13）上；
所述的通讯模块包括RS485驱动电路B（18）、RS232驱动电路（17）和GSM通讯模块（16），RS485驱动电路B（18）、RS232驱动电路（17）和GSM通讯模块(16)均与处理控制模块（4）的MCU处理器B（13）连接。
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