CN107091953B - 一种智能电能计量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能电能计量装置，其包括：PLC控制模块；逆变器；电压/电流采集模块，其连接到PLC控制模块与逆变器之间；电路充电控制模块，其包括双路继电器、负载电阻和光耦驱动模块；双路继电器通过光耦驱动模块与PLC控制模块连接；双路继电器四个输出端中两个外接市电、另两个连接负载电阻；电表，其连接到双路继电器与市电之间；电压/电流采集模块采集电压/电流模拟信号并将其转换成电压/电流数字信号输入PLC控制模块进行是否满足输入市电判断：若满足，PLC控制模块控制双路继电器与市电连接的两个输出端口导通。本发明完成将多余能量转换成电能应用到市电上，提高能源利用率。

Description

一种智能电能计量装置
技术领域
本发明涉及一种电能计量设备，具体涉及一种适用于低压220V到400V的电能计量箱。
背景技术
现有的电能计量装置时由箱体、断路器和电表组成，随着清洁能源使用的发展，清洁能源不仅仅限制于在家庭或者当地的使用，多余的能源可以转换成电能连接到市电上，这样可以使得清洁能源的利用率大大增加。
清洁能源丰富的地区往往处在人口密度小的空旷地区，这些地区交通大多都不方便或者遥远，随着国家智能电网的推广使用，所以对于清洁能源转换的人为管理急需智能化的管理。再者，有清洁能源的地区环境都比较复杂，所以在此运用的电能计量箱的箱体是否处于关闭状态显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能电能计量装置，该设备智能化程度高，方便、快捷。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种智能电能计量装置，其包括：PLC控制模块；逆变器，其用于输出交流的电压/电流模拟信号；电压/电流采集模块，其连接到所述PLC控制模块与所述逆变器之间；电路充电控制模块，其包括双路继电器、负载电阻和光耦驱动模块；所述双路继电器的控制端通过所述光耦驱动模块与所述PLC控制模块连接；所述双路继电器的输入端通过所述电压/电流采集模块连接到所述逆变器；所述双路继电器的四个输出端中两个外接市电、另两个连接到所述负载电阻；以及，电表，其连接到所述双路继电器与市电之间；其中，所述电压/电流采集模块采集所述逆变器输出的电压/电流模拟信号并将其转换成电压/电流数字信号传输到所述PLC控制模块进行是否满足输入市电的判断：若满足，所述PLC控制模块通过所述光耦驱动模块控制所述双路继电器的输出端与市电连接的两个端口导通；若不满足，所述PLC控制模块通过所述光耦驱动模块控制所述双路继电器与所述负载电阻连接的两个端口导通。
优选的是，还包括安装于所述电表中的GPS定位模块，其与所述PLC控制模块通信连接，用于获得所述电表的地理信息并发送给所述PLC控制模块。
优选的是，还包括通信连接到所述PLC控制模块的无线远程通信模块，其用于无线输出所述电表的电能数据和地理信息。
优选的是，还包括与所述PLC控制模块通信连接的时钟电路，所述时钟电路控制所述PLC控制模块定时将所述电表的电能数据和地理信息通过所述无线远程通信模块输出。
优选的是，还包括与所述无线远程通信模块通信连接的远程监管端，其用于远程接收所述电表的电能数据和地理信息。
优选的是，所述电路充电控制模块还包括连接到所述双路继电器的直流稳压电源。
优选的是，还包括：
安装在箱体门框之间的电子锁，其与所述PLC控制模块通信连接，将所述箱体门框之间的打开或锁紧状态反馈给所述PLC控制模块；以及，
手持操作端，其分别与所述电子锁和所述PLC控制模块无线通信连接；
其中，所述手持操作端同时向所述电子锁和所述PLC控制模块发出匹配所述电子锁的锁紧或打开的指令。
优选的是，还包括安装在箱体门框之间的压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制模块通信连接。
由以上技术方案可知，本发明的有益效果是：
1)本发明提供的智能电能计量装置，电压/电流采集模块采集逆变器输出的电压/电流模拟信号并将其转换成电压/电流数字信号传输到PLC控制模块进行是否满足输入市电的判断：若满足，PLC控制模块通过光耦驱动模块控制双路继电器的输出端与市电连接的两个端口导通，使得逆变器中电量传送到市电中，并且将传输的电量累计到电表中；若不满足，PLC控制模块通过光耦驱动模块控制双路继电器与负载电阻连接的两个端口导通，促使逆变器中的电量从负载电阻中消耗；完成将多余能量转换成电能应用到市电上，提高能源利用率；
2)GPS定位模块安装于电表，将获得的电表地理信息发送给PLC控制模块；促使电表以及从电表获得的电能数据具有地理识别性；
3)时钟电路控制PLC控制模块定时将电表的电能数据和地理信息通过无线远程通信模块输出，提高电能表地理识别的准确性；
4)压力传感器的设置，促使手持操作端向电子锁发出匹配电子锁的锁紧或打开的指令以锁紧或打开电子锁的同时，PLC控制模块也接收到匹配电子锁的锁紧或打开的指令以及压力传感器的压力信号，则判断为正常锁紧或打开，否则为恶意操作，从而完成电能计量装置安全防护的远程监控。
附图说明
图1是本发明所述的智能电能计量装置内的电气通信示意图；
图2是本发明所述的智能电能计量装置与手持操作端之间的通信示意图。
其中：
1-PLC控制模块；2-逆变器；3-电压/电流采集模块；4-电路充电控制模块；41-双路继电器；42-负载电阻；43-光耦驱动模块；44-直流稳压电源；5-市电；6-电表；7-GPS定位模块；8-无线远程通信模块；9-远程监管端；10-时钟电路；11-电子锁；12-手持操作端；13-压力传感器；14-箱体门框。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1和图2所示，本发明提供的一种智能电能计量装置，其包括：
PLC控制模块1、逆变器2、电压/电流采集模块3、电路充电控制模块4、市电5以及电表6。逆变器2用于输出交流的电压/电流模拟信号。电压/电流采集模块3连接到PLC控制模块与逆变器之间。电路充电控制模块4包括双路继电器41、负载电阻42和光耦驱动模块43。双路继电器41的控制端通过光耦驱动模块43与PLC控制模块1连接；双路继电器41的输入端通过电压/电流采集模块3连接到逆变器2；双路继电器41的四个输出端中两个外接市电5、另两个连接到负载电阻42。电表6连接到双路继电器41与市电5之间。
上述实施方式中，智能电能计量装置的工作流程是：电压/电流采集模块3采集逆变器2输出的电压/电流模拟信号并将其转换成电压/电流数字信号分别传输到PLC控制模块1和双路继电器41中。PLC控制模块1对电压/电流数字信号进行是否满足输入市电5的判断：若满足，PLC控制模块1通过光耦驱动模块43控制双路继电器41的输出端与市电5连接的两个端口导通，使得逆变器2中电量传送到市电5中，并且将传输的电量累计到电表6中；若不满足，PLC控制模块1通过光耦驱动模块43控制双路继电器41与负载电阻42连接的两个端口导通，促使逆变器2中的电量从负载电阻42中消耗。通过上述工作流程，完成将多余能量转换成电能应用到市电上，提高能源利用率。
作为上述实施方式的优选，电路充电控制模块4还包括连接到双路继电器41的直流稳压电源44，直流稳压电源44为双路继电器41供电。
作为上述实施方式的优选，智能电能计量装置还包括安装于电表6中的GPS定位模块7，其与PLC控制模块1通信连接，用于获得电表6的地理信息并发送给PLC控制模块1。则，PLC控制模块1获取电表6电能数据的同时，还可以获取该电表6的地理信息，促使电表6以及从电表6获得的电能数据具有地理识别性。并且，当逆变器2故障时，工作人员可以通过电表6的地址信息及时找到电表6的地点进行维修。
作为上述实施方式的优选，智能电能计量装置还包括通信连接到PLC控制模块1的无线远程通信模块8，其用于无线输出电表6的电能数据和地理信息。作为优选，无线远程通信模块8的无线输出方式包括wifi或蓝牙中的至少一种。作为进一步优选，智能电能计量装置还包括与无线远程通信模块8通信连接的远程监管端9，其用于工作人员远程接收电表的电能数据和地理信息，进行查看和监管。
作为上述实施方式的优选，智能电能计量装置还包括与PLC控制模块通信连接的时钟电路10，时钟电路10控制PLC控制模块1定时将电表6的电能数据和地理信息通过无线远程通信模块8输出。PLC控制模块1定时将电表6的电能数据和地理信息输出，保证远程监管端9获取的电能数据和地理信息具有一定的时效性；并且，定时、多次输出的电能数据和地理信息各自之间对应比较，则可判别电能表地理识别的准确性。
作为上述实施方式的优选，智能电能计量装置还包括电子锁11和手持操作端12。电子锁11安装在箱体门框14之间，其与PLC控制模块1通信连接，将箱体门框14之间的打开或锁紧状态反馈给PLC控制模块1。手持操作端12分别与电子锁11和PLC控制模块1无线通信连接。该实施方式中，工作人员通过手持操作端12同时向电子锁11和PLC控制模块1发出匹配电子锁的锁紧或打开的指令，完成电子锁11的所及或打开，以及PLC控制模块1对此次锁紧或打开状态的记录，并将该记录无线传输至远程监管端9，供工作人员远程及时了解箱体门框14的锁紧或打开状态。
作为上述实施方式的优选，智能电能计量装置还包括安装在箱体门框之间的压力传感器13，压力传感器13与PLC控制模块1通信连接。压力传感器13的设置，促使手持操作端12向电子锁11发出匹配电子锁的锁紧或打开的指令以锁紧或打开电子锁11的同时，PLC控制模块1也接收到匹配电子锁11的锁紧或打开的指令以及压力传感器13的压力信号，则判断为正常锁紧或打开，否则为恶意锁紧或打开操作，便于远程监管端9的工作人员根据电表6的地理信息及时作出预警措施，促进电能计量装置安全防护的远程监控。
上述实施例仅仅是本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变动或变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引申出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种智能电能计量装置，其特征在于，其包括：
PLC控制模块；
逆变器，其用于输出交流的电压/电流模拟信号；
电压/电流采集模块，其连接到所述PLC控制模块与所述逆变器之间；
电路充电控制模块，其包括双路继电器、负载电阻和光耦驱动模块；所述双路继电器的控制端通过所述光耦驱动模块与所述PLC控制模块连接；所述双路继电器的输入端通过所述电压/电流采集模块连接到所述逆变器；所述双路继电器的四个输出端中两个外接市电、另两个连接到所述负载电阻；以及，
电表，其连接到所述双路继电器与市电之间；
其中，所述电压/电流采集模块采集所述逆变器输出的电压/电流模拟信号并将其转换成电压/电流数字信号传输到所述PLC控制模块进行是否满足输入市电的判断：若满足，所述PLC控制模块通过所述光耦驱动模块控制所述双路继电器的输出端与市电连接的两个端口导通；若不满足，所述PLC控制模块通过所述光耦驱动模块控制所述双路继电器与所述负载电阻连接的两个端口导通；
还包括通信连接到所述PLC控制模块的无线远程通信模块，其用于无线输出所述电表的电能数据和地理信息；
所述无线远程通信模块的无线输出方式包括wifi或蓝牙中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种智能电能计量装置，其特征在于，还包括安装于所述电表中的GPS定位模块，其与所述PLC控制模块通信连接，用于获得所述电表的地理信息并发送给所述PLC控制模块。
3.根据权利要求2所述的一种智能电能计量装置，其特征在于，还包括与所述PLC控制模块通信连接的时钟电路，所述时钟电路控制所述PLC控制模块定时将所述电表的电能数据和地理信息通过所述无线远程通信模块输出。
4.根据权利要求2或3所述的一种智能电能计量装置，其特征在于，还包括与所述无线远程通信模块通信连接的远程监管端，其用于远程接收所述电表的电能数据和地理信息。
5.根据权利要求1所述的一种智能电能计量装置，其特征在于，所述电路充电控制模块还包括连接到所述双路继电器的直流稳压电源。
6.根据权利要求1所述的一种智能电能计量装置，其特征在于，还包括：
安装在箱体门框之间的电子锁，其与所述PLC控制模块通信连接，将所述箱体门框之间的打开或锁紧状态反馈给所述PLC控制模块；以及，
手持操作端，其分别与所述电子锁和所述PLC控制模块无线通信连接；
其中，所述手持操作端同时向所述电子锁和所述PLC控制模块发出匹配所述电子锁的锁紧或打开的指令。
7.根据权利要求6所述的一种智能电能计量装置，其特征在于，还包括安装在箱体门框之间的压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制模块通信连接。
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