CN202404153U - 单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表,属于电表领域。本实用新型计量处理模块采用90E23计量芯片,220V市电电源与计量处理模块之间设有锰铜分流器采样装置,微处理器主芯片与电磁继电器模块连接,电磁继电器模块与空气开关连接,空气开关与220V市电电源连接。本实用新型L相电流回路选锰铜阻值为120μΩ的锰铜分流器采样装置进行采样,接着经模拟低通滤波器后送至采样转换电路。同时在电流设计中为满足小电流取样的信噪比、大电流的精确计量,选择高精度、宽量程的计量芯片有效保障电能表的高、精、准、宽的计量性能,有效地节省资源,降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表,属于电表领域。
背景技术
随着高新技术尤其是电子信息技术的快速发展,电子式、多功能、高精度、自动抄表、防窃电、多费率等产品的优势突显,但居民的用电需求可能在电能表安装几年后出现较大的增长,尤其在每年都出现的高峰用电时段,使得最大用电负荷可能直接超过电能表的最大电流。目前市场上的单相电子式电能表的电流规格有小电流、中电流、大电流,当电流在5%Ib~Imax时,电能计量是不准确;一般地,单相电能表采用电流采样装置,即采用磁保持继电器上带有的锰铜片进行计量中的电流采样,这样的锰铜精度不是很高,而且在较宽的动态范围内研制此锰铜很难做到线性的一致性,同时,易受继电器的阻抗变化的影响,且继电器在过大电流的情况下,易随着温度的变化,继电器上锰铜的温度随之升高,进而,阻值变化,则在小电流与大电流之间线性很难一致。
另外,由于电流规格的范围与计量部分A/D采样的动态范围较小、量程较窄的缺陷,导致电能表电流规格较多。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够增加计量部分A/D采样的动态范围,加宽电能表计量量程,生产成本低的单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表。
技术解决方案
本实用新型包括:微处理器主芯片,主控芯片电源处理模块、计量处理模块,计量处理模块采用90E23计量芯片,220V市电电源与计量处理模块之间设有锰铜分流器采样装置,微处理器主芯片与电磁继电器模块连接,电磁继电器模块与空气开关连接,空气开关与220V市电电源连接。
所述微处理器主芯片采用STM8微处理器。
所述锰铜分流器采样装置的阻值:120μΩ。
所述电磁继电器模块采用型号为:HF32F-009-ZSLQ,即电流为5A,电压为12V的强灵敏电磁型继电器。
本实用新型由于内置锰铜分流器采样装置采样电流,电磁继电器模块控制空气开关,实现控制电流通断,采用5A,12V的强灵敏型常开继电器HF32F-009-ZSLQ,保障了电能表的计量准确和电能表性能稳定可靠。
本实用新型宽量程设计能够适应在线电流的大范围变化,适合各行业使用,实现实时数据抄收,电流规格为1(100)A的单相宽量程电能表,现采用90E23计量芯片,实现了在20mA~100A电流规格内动态范围高达5000∶1,计量误差优于±0.1%,温度系数优于±150ppm/℃的计量性能。
锰铜分流器的做电流采样优势:
◆采用锰铜分流器来做电流采样不仅能有效地抗直流分量和偶次谐波,而且能有效地抗外部强磁干扰;
◆体积小,成本低,则给整款产品带来了很大的利润空间。
◆锰铜分流器用于数字电能表中作电量计量组件;微欧取样电阻采用锰铜精密电阻合金材料制造,锰铜具有优良的电阻温度特性,便于制造出各种不同结构或不同连接方式的分流器。
本实用新型区别于其他同类产品的重要特点有:
1)能有效地抗直流分量和偶次谐波,而且能有效地抗外部强磁干扰;
2)利用锰铜分流器采样,体积小,成本低;
3)利用锰铜分流器做电流采样,大大降低了产品的研发、生产成本,提高了产品的市场利润;
4)产品在研发和生产中更加简单,对于电路设计限制更轻松一些,不必为了空间的局限、电路设计方面的性能顾虑太多;
5)软硬件特殊的补偿设计,大大节省了开发资源;
6)产品的差异化带来更大利润空间;
7)提供一种单相电能表比使用其他电能表校表更简单;
8)提供一种单相电能表只有一种规格,且原材料统一;
本实用新型能覆盖各种电流规格的电能表,以适应不同用电负荷用户需求,具有兼容国网标准电能表的特点,并将成本最低化,是具有市场前景的超宽量程、且计量线性极佳的电能表.
表-1计量动态范围线性数据
表-2温度系数测试数据
附图说明
图1为本实用新型工作原理框图;
图2为本实用新型计量芯片原理框图;
图3为本实用新型主控芯片电路连接图;
图4为本实用新型外部存储模块电路连接图;
图5为本实用新型IC卡接口电路连接图;
图6为本实用新型电池电压检测模块及时钟电池检测电路连接图;
图7为本实用新型内置电磁继电器模块控制电路连接图;
图8为实本用新型电力线接口,主芯片电源处理、485电源处理、计量电源处理模块及计量模块电路连接图;
图9为本实用新型SPI串行口四线模式电路模块连接图;
图10为本实用新型电量脉冲输出电路连接图;
图11为本实用新型L相锰铜分流器接线端子与N相电流互感器接线端子;
图12为本实用新型软件整体工作流程框图;
图13为本实用新型主程序工作流程框图;
图14为本实用新型通讯模块工作流程框图;
图15为本实用新型计量模块工作流程框图;
图16为本实用新型秒任务处理模块工作流程框图;
图17为本实用新型秒任务处理模块工作流程框图;
图18为本实用新型毫秒任务处理模块工作流程框图;
图19为本实用新型分钟任务处理模块工作流程框图;
图20为本实用新型卡任务处理模块工作流程框图。
具体实施方式
实施例1
见图1,本实用新型微处理主芯片1采用STM8微处理器,微处理器主芯片1分别与RS485通讯模块2、红外通讯模块3、LCD液晶显示模块4、外部存储模块5、大盖小盖检测模块6、声光报警模块7、时钟电池模块8、脉冲输出装置模块9、主控芯片电源处理模块12、计量处理模块13、载波通信模块16、循环显示检测模块17、IC卡接口模块18、SAM加密保护模块19连接,主控芯片电源处理模块12、计量电源处理模块14、RS485电源处理模块20分别与220V市电电源连接;220V市电电源与计量处理模块13之间设有锰铜分流器采样装置15,微处理器主芯片1与电磁继电器模块10连接,电磁继电器模块10与空气开关11连接,空气开关11与220V市电电源连接。
计量处理模块13采用IDT90E23计量芯片,计量电源处理模块14为90E23计量处理模块13提供工作电压;RS485通讯模块2与RS 485电源处理模块20连接,RS 485电源处理模块20为RS485通讯模块2提供工作电压。
锰铜分流器采样装置15采用锰铜阻值:120μΩ。电磁继电器模块10采用型号为:HF32F-009-ZSLQ,即电流为5A,电压为12V的强灵敏电磁型继电器。
计量处理模块13是通过四线模式SPI串行通讯模式进行微处理器主芯片1与计量处理模块13之间的通讯,并且完成计量校表功能;
L线计量功能的实现方式:
锰铜分流器采样装置15与计量处理模块13连接,锰铜分流器采样装置15的电流输入端与计量处理模块的IN1端连接,电流输出端与计量处理模块的IN2端相连接,把采样后的电流信号进行计量处理模块13内部调整、数字处理之后,完成计量20mA~100A整体线性的一致性;
电磁继电器模块10工作方式:
微处理器主芯片模块1与电磁继电器模块10连接,电磁继电器模块10与外置空气开关装置11连接,则完成了继电器模块10控制电路。
当微处理器主芯片1通过程序判断,检测到电量在供电局规定用电范围之外,需要给用户断电时,则电磁继电器模块10处于断开状态,则电磁继电器模块10控制外置空气开关11断开;当用户进行用电缴费,则电磁继电器模块10闭合,电磁继电器模块10控制外置空气开关11闭合。
1)硬件主要电路模块电路连接及工作原理:
参照图2:本实用新型采用的计量处理模块具有以下特性:
在5000∶1的动态范围内只需单气校准有功电能,无功电能无需校准;
电参量测量功能:电压/电流有效值、平均有功/无功/视在功率、频率、功率因数和相角的引用误差均小于±0.5%;
正反向有功/无功电能均具有独立的电能寄存器;
可编程的起动和潜动功率阈值;
L线和N线的计量方式配置:防窃电模式(较大功率)、L模式(固定L线)、L+N模式(单相三线适用)和灵活模式(通过寄存器指定);
防窃电功能下,L和N线功率比较阈值可编程设置。
其它特性
3.3V单电源供电,工作电压范围:2.8V~3.6V;3.0V~3.6V电压范围内保证芯片的计量精度;芯片数字输入引脚可兼容5V系统;
晶振频率:8.192MHz;芯片内置10pF电容,无需外置电容。
参照图3:电能表采用STM08GC101CB系列微处理器主控芯片1,是一款8字节超低功耗的MCU,高达128KB的闪存,4KB的EEPROM,包括有实时时钟、LCD、定时器、串行口、I2C、SPI串行口、A/D、D/A转换,微处理器主控芯片1的1~5脚分别为:BLCK是背光控制管脚,与图8中的R62的一脚相连;UP是循显按钮控制脚;TZ-LED是跳闸指示信号的控制引脚;SPK是报警/编程按钮控制引脚;SWIM是载波复位/编程控制引脚。
6脚NRST是编程/复位控制脚,并通过巧妙设计,选用一款复位芯片VDA3510NTA进行软件复位和编程控制,保证MCU的运行中的正常复位;
7~8脚XT21与XT22与16M晶振连接,两个22P的起振电容C22与C19给出16M的震荡,以保证电能表的正常通讯;XT1、XT2与32768HZ晶振的输入输出脚相连接,两个8P的起振电容给出32768HZ的实时时钟振荡;
LVD电源检测电路,电路中配置了一个103的退耦电容C13,一个12K的分压电阻,一个上拉电阻R31,保证完成一个电源检测电路,当LVD处于1.6V~1.8V时微处理器主芯片模块1处于正常工作状态;
S0~S17与COM1~COM7分别为液晶显示屏的横向和纵向数据通路,详见图7液晶显示电路;
微处理器主芯片模块1的59脚的SP端与一个1.2K的电阻R42相连接,通过LTV-816S光耦,进行高电平的开关电源,完成了时段投切/秒脉冲输出/需量周期输出;
I2CSCL与I2CSDA分别为串行时钟输入与串行数据输入/输出端,完成与外部存储模块的通讯;
参照图4:外部存储模块5,即M24C128-RMN6TP芯片,ISP编程接口的串行总线包括两个信号:I2CSCL、I2CSDA。同样加两个20K的上拉电阻,保证处于输入状态时处于高电平;
SCL送时钟信号,SDA送数据信号。通过SCL和SDA的配合,可以给编程逻辑传送不同的命令。编程逻辑负责将这些命令转换成EEPROM编程所需的数据和地址,并控制EEPROM做不同的操作,实现EEPROM编程。
参照图5:IC卡接口模块18电路,采用一个常闭的IC卡座MUP-C810和一款PTCM5-05B301-501/300-600抗攻击模块组合使用,进行IC卡及与SAM加密保护模块19系统进行整体的插卡加密测试及加电等功能。
参照图6:采用BAV70做限幅,组成了电池电压检测电路与时钟电池电路模块;
参照图7:该实用新型采用锰铜分流器采样装置15进行电流的采样。90E23计量芯片的10、11引脚是L线电流输入、输出端,通过锰铜分流器采样装置15进行采样,然后送入计量处理模块13的1通道,计量处理模块13再通过内部的集成电路的信号调整,进行数模转换,最终完成了电流采样。
电磁继电器模块10采用强灵敏型5A,12V,型号:10HF32F-009-ZSLQ,并通过软件来控制,当程序命令需要断电状态下,则电磁继电器模块10断开,控制外部的空气开关11执行命令,将空气开关11断开;
常开触点T7C连接NPN开关管T7的集电极,即通过电磁继电器模块10的JK1H和JK3分别连接空气开关11的输入和输出脚,则电磁继电器模块10的通断来控制外置空气开关11。电磁继电器模块10的工作原理及应用:
只要在电磁继电器模块10线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
可以实现低电压弱电流控制高电压强电流,继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。还可以实现远距离控制及自动控制等,因此在现代生活中起着越来越重要的作用。
参照图8:该图中具有计量处理模块13、电力线接口、计量电源处理模块14、主控芯片电源处理模块12和RS 485电源处理模块20;
计量处理模块13采用了一款专用的90E23芯片,其中MMD1和MMD0配置计量模式,通过软件设置即可实现。
4脚/RSTJ是所述90E23芯片复位引脚,该引脚对地接0.1uF电容滤波。应用中也可与MCU的一个输出引脚直接相连。兼容5V系统。
7、8引脚I2P、I2N分别是N线电流信号输入正端、负端,通道增益为1倍时,信号输入范围为120uVrms~600mVrms;
10、11引脚11P、I1N分别是L线电流信号输入正端、负端,通道增益为24倍时,信号输入范围为5uVrms~25mVrms;
15、16引脚VP、VN分别是电压信号输入正端、负端,信号输入范围为120uVrms~600mVrms;
WarnOut是严重错误报警引脚,当计量参数校验错误和电压失压时,严重错误报警引脚WarnOut输出高电平;
CF1是有功电能脉冲输出,电能脉冲输出宽度为80ms的高电平,该脚的输出电流最大达10mA;
IRQ是中断输出脚,当系统状态字寄存器(SysStatus,01H)中一位或多位数据被置位,IRQ输出高电平。当系统状态字寄存器(SysStatus,01H)中无有效置位值,IRQ自动回复电平;
OSCI、OSCO是计量处理模块13外置晶体的输入、输出端,在两脚之间接一个频率为8.192MHz的晶体芯片内置10pF电容,无需外置电容,这样同时具有节省资源的优势;
/CS是SPI串行通信接口的片选信号,在标准的四线SPI接口模式中,每次读写操作都必须伴随一次/CS脚的高低转换,在SPI操作完成前/CS脚必须维持低电平。
SCLK该引脚用作SPI接口时钟。SDI上的数据在SCLK的上升沿输入,SDO的数据在SCLK的下降沿输出;
读序列,首先SDI置高标志位读操作,随后SDI输入7为寄存器地址,然后该寄存器16位数据在SDO上输出。
写序列,首先SDI置低标志位写操作,随后SDI上输入7为寄存器地址,然后输入16为数据。
SPI接口具有超时和保护作用,在读写过程中,如果SCLK保持不变超过6ms,读写操作会中止,在写操作时进入高阻状态。
如果/CS置低或者两个开始指令之间超过24个SCLK周期,写错会不进行使能,读操作会取钱24个SCLK周期完成。
在读操作时,如果地址无效,读出值为全0。在写操作时,如果地址无效,没有任何寄存器会被写入。
2)电源处理部分:
220V市电电源经过低压电力线,连接一个变压器FY-DP-2818B04A,则变压器初级线圈2脚引出了计量电源处理模块14,次级线圈耦合的电压工RS485电源模块20与主控芯片电源模块12。
计量电源处理模块14中采用了一款三端稳压模块HT7533,稳压输出3.3V的电源,供计量处理模块13正常工作;
变压器次级线圈的6、7连接两个BAV99整流输出12V,再经过滤波,之后两个并联的滤波电容连接一个功耗极小的DC/DC模块MC34063AP1,再连接一个220uH的电感,最后稳压输出一个5V的电压供主控芯片正常工作;
变压器次级线圈的4、5脚通过一个限幅二极管,再通过一个三端稳压模块LM78L05,稳压后输出5V电压,供4RS 485通讯模块2正常工作;
参照图9:该图为SPI串行通信口电路设计,采用了5个LTV-816S光耦合器,进行了信号的隔离,保证电能表的安全、可靠性;
参照图10:有功电量脉冲输出模块,此电路中采用了2个LTV-816S光耦合器,CF为有功电能脉冲输出端。
参照图11:分别是L相锰铜分流器采样电路和N相电流互感器采样电路,现电路中L、N线电流采样,来完成计量信号的采集,通过参数配置完成电流采样。
3)计量处理模块功能描述:
◆计量起动功率一般不大于5%Ib对应的功率,因此,在达到起动功率但功率较小的状态下芯片并不保证计量的准确度。
◆芯片可在标准的启动功率所对应起动时间的1.2倍内起动,起动时间是两个连续的电能脉冲的间隔时间。
◆该计量模块具有N线计量与防窃电功能
计量模式可通过比较阀值
比较阀值方式:
在防窃电模式下,功率差值的比较方法为:
如果当前是L线计量,当
切换到N线计量,否则仍然维持L线计量。
如果当前是N线计量,当
切换到L线计量,否则仍然维持N线计量。
◆功率较小时的特殊处理和测量与过零输出功能
过零输出
采样电压信号过零时,芯片的ZX引脚输出宽度为5ms的过零信号。过零输出方式可由Zxcon[1:0]位(MMode,2BH)配置为正过零/负过零/全过零。
芯片输出的过零信号,可有助于系统应用中MCU在过零瞬时间的操作,如继电器拉闸、载波发送。
计量处理模块13复位功能
该电路具有滞回比较器式电源监测电路,在规定的电压范围内芯片才可正常工作。
具有两种复位方式:硬件复位和软件复位。
软件复位:芯片具有软件复位寄存器(SoftReset,00H),向该寄存器写入789AH,计量处理模块13即自动复位。
校表方式
根据引入误差原理,电能误差的校表采用先校准增益再校准角差的方法。在电能表的整个计量的动态范围内,设计中只需要单点校表。
然而,考虑到在空载或小电流情况下,因电能表用变压器对电流采样回路如锰铜电阻会引起外部干扰,芯片提供了功率失调的校准。
4)程序整体工作流程:
参照图12:
程序开始执行,然后进入RAM初始化,接着进入时钟初始化,而后进入系统检测LVD电压,当检测到低压时,电能表将会被设置停电标志。
接着系统进入中断初始化,若为上电状态,则系统会做上电I/O初始化及通讯初始化;若为掉电状态,则系统会做掉电I/O初始化。
随后,系统依次进入温度时钟校正初始化、定时器初始化、使能中断,到此,硬件初始化部分完成;
接下来,若为掉电状态,则进入掉电处理程序,若为上电状态,则进入上电处理程序。
上电处理内容如下:
系统循环等待电压升高(LVD>1.4V),再此期间若超过50毫秒驱动液晶全显,若LVD<1.0V,系统复位;当电压升高后,初始化全显,接着系统会检查内部数据,如果内部数据错误延时5秒后初始化内部数据,则接下里电能表系统会处理剩余金额(同步钱包),然后初始化继电器输出、初始化继电器输出、初始化RTC,若RTC错误时,会显示ERR-08,而后,电能表系统做上电记录,并检查ESAM安全模块,若检测到ESAM出错时,则会显示ERR-02。
接着,系统会检查报警状态,而后计算费率,接着初始化计量芯片,并检查编程记录,到此,软件初始化完成,接着进入主循环;
系统在主循环运行中,首先处理毫秒任务,接着处理半秒任务,再次处理分钟任务、通讯任务、按键任务、红外唤醒任务、处理开盖事件、处理插卡任务,最后再次重复主循环。
主程序部分参照图13:
设备上电后,首先进入系统初始化模块,对各个管脚、参数设置默认值,在初始化模块中首先对看门狗进行设置,再对毫秒标识符进行判断,若对毫秒标识设置,则进行毫秒任务处理,接着进行半秒标识设置,若未对毫秒标识设置,直接退出,对半秒标识进行设置;
如果对半秒标识进行设置,则进行秒任务处理,依次对时钟进行,费率时段进行检查,接着进行用电处理;若未对半秒标识进行设置,则退出;
再次对半秒标识进行判断,若半秒标识判读通过,则进行分钟任务处经理,否则进入通讯标识判断,若对通讯标识设置,则进入通讯处理,否则进行按键中断判断,若对按键进行设置,则进行按键处理,否则退出;
接着进行下一个程序开盖时间判断,若有开关事件发生,则进行开盖处理,否则进行插卡事件判若对插卡事件进行判断;
若有插卡事件的发生,则对IC卡进行处理,否则,退出,跳转返回到毫秒标识判断,如同上面的工作流程。
通讯处理部分参照图14:
在RS485通讯模块2处理中,首先,对串行口进行中断响应,接着对串行口数据进行接收,而后,对RS485通讯模块2时间进行判断,若通过RS485串行通讯口判断到有事件发生,则对通讯帧格式进行检测判断,否则,退出,进行红外通讯模块3进行时间判断,若检测到通过红外通讯模块3有事件发生,则进行通讯帧格式检测判断,否则,退出,进行载波通讯模块16事件判断,若检测到载波通讯模块16事件,则对通讯帧格式进行判断,否则退出,跳转到各信道肯定\否定应道;
1)当未检测通讯帧格式时,各信道肯定\否定应答,直到各通讯结束;
2)当检测到通讯帧格式,则各信道通讯状态显示进行设置,接着校表指令判断,若需校表操作,则RS485通讯模块2进行通讯处理,完成校表功能;若不需校表操作,则进入参变量设置判断,若判断到需要参变量执行设置命令,则进行参变量设置操作,否则退出,跳到读数据操作,接着各信道进行肯定\否定应答,各通讯结束。
计量处理部分参照图15:
在计量处理模块13中,首先进行定时中断脉冲扫描,接着进行脉冲计数,每发生3200个脉冲,则计量处理模块13进行采样之后,计量居民用户已用1度电量。依次,计量处理模块13中会一直进行脉冲计数,并对电量、金额转换,计量芯片并通过四线模式SPI串行口与CPU进行通讯,进行数据的采集、计算、转换及存储等处理,接着进行潜动判断,若判断到电能表计量具有潜动,则电能表会进行脉冲计数防潜动处理,则进入电流方向反向判断,若电能表无潜动现象,则直接进入电流方向反向判断;
1)若判断到电流方向是反向,则进行电流反向显示,然后电流反向延时,接着计算反向费率总电量,而后计算总用电量,并且增加用电金额处理,最后进入数据保存、备份处理状态;
2)若判断到电流方向没有反向,则电能表开始计算费用电量,计算总用电量,然后增加用电金额,最后进行数据保存、备份处理。
3)在校表中,根据引入误差的原理,电能表采用先校准增益,再校准角差的方法。在电能表的整个计量的动态范围内,设计中只需要单点校表;
4)考虑到在空载或小电流情况下,因电能表用变压器对电流此案样回路如锰铜电阻会引起外部干扰,芯片提供了功率失调的校准。
秒任务处理部分
参照图16:当设备上电后,首先进入上电延时1分钟处理,接着判断10秒延时时间是否已到?
若10秒延时时间已到,则执行下一个命令,进入了电池电压检测操作,若未判断到10秒延时时间未到,则再次返回到上电延时1分钟处理命令;若10秒延时时间已到,则执行下一个命令,进入了电池电压检测操作,接着对计量芯片进行处理,接着依次执行电流隐藏处理、电流电压显示处理、开盖信号检测,最终保障每轮循环检测时,设备的状态时笔记哦啊稳定的,避免了外界或因自身原因造成的设备初始时状态意外修改。
参照图17:在设备上电后,首先,获取当前时间,防潜动设置,接着依次对电能表进行继电器错误检测、ESAM错误检测、温度检测,而后判断电能表的通讯地址改变延时时间是否已到?若延时时间未到,则执行判断是否有低压、升压检测,否则退出,载波模块进行复位操作,接着进行判断低压升压检测;
1)若判断到电能表实施了低压升压检测动作,则继电器状态进行重置,接着进行判断是否具有过压检测,否则直接进入判断过压检测命令;
2)若电能表有过压检测操作,则会显示过压错误状态,接着进行判断超功率因数是否超限,
3)若判断到有超功率因数超限检测动作,则会显示功率因数超限状态,否则退出,执行下一个检测命令,即潮流反向检测,同样地,直到判断密码错误延时检测,若判断到电能表具有密码错误延时检测操作,则电能表对密码验证错误处理并进行状态显示操作,否则直接结此部分。
分钟任务处理部分参照图18:
在分钟任务处理模块中,首先,进行分钟任务标识清零操作,接着电能表进行获取当前费率时段操作,而后进行费率时间段切换判断,
1)当进行费率使劲段切断处理,接着保存费率时段动作,而后进行更新当前费率时段操作、更新当前费率电价处理,接着进行判断是否为月冻结日?
2)若为月冻结日,则进行保存当月冻结数据操作,接着执行下一个判断,即定时冻结判断,否则,直接退出,跳转到定时冻结判断;
3)若判断到有定时冻结,则保存定时冻结数据,接着进行日冻结操作判断,否则直接退出,跳转执行日冻结判断;
4)若判断为日冻结时,则电能表会执行保存日冻结数据操作,接着执行零点冻结判断,否则退出,直接跳转执行零点冻结判断;
5)若判断到零点冻结时,则进行保存零点冻结数据操作;否则结束分钟任务操作。
6)在计量电流采样部分,锰铜的处理方式通过了温度线性补偿,通过程序的配合巧妙设计做到对主控、计量的温度线性补偿处理,来提高计量的线性的一致性。
毫秒任务处理部分参照图19:
在秒任务处理模块中,依次进行低压检测、按键检测、红外处理延时操作,接着进行50毫秒标志位检测操作,接着对继电器处理延时操作进行判断,若判断到继电器处理有延时动作,则电能表开始继电器控制处理,否则直接进入蜂鸣器处理延时判断,
当判断到有蜂鸣器处理延时动作,则电能表进入了蜂鸣器控制处理操作,否则,再次进行蜂鸣器延时判断,若判断到电能表具有蜂鸣器延时处理情况下,则电能表进行通讯倒计时处理,否则,退出。接着直接对按键进行判断,是否被按下,若被按下,则对按键进行延时处理;若按键未被按下,则电能表进入载波通讯检测状态,接着进行插卡信号检测操作,最后毫秒任务结束。
卡操作处理部分参照图20:
在IC卡接口模块18中,首先,对电能表进行判断插卡状态,检测有无插卡信号?
1)若有插卡信号指示,则电能表进入插卡状态显示,接着ESAM/IC卡进行复位,接着进行,IC卡是否识别判断,若IC卡被识别,随后,进行判断是否选择主文件?若需要选择主文件,则更新用电数据操作,接着进行卡类型判断若判断到卡类型,则判断内部认整是否通过?
2)若未识别到IC卡,则退出,直接跳转到卡操作错误状态显示;若不需要选择主文件时,同样直接退出,跳转到卡操作错误状态显示
3)当未判断到卡类型,则电能表会显示卡操作错误状态
4)当内部认证通过时,则执行非公开密钥认证判断,否则,直接显示认证错误信息;
5)当判断到没有非公开密钥认证,则电能表会显示出认证错误信息。
6)当判断到有非公开密钥认证,则电能表会进行更新用电数据操作,接着电能表会显示卡操作成功信息,最后结束此部分操作。
本实用新型采用三相宽量程电能表时,只需要在设计到电源部分时,单项电源扩为三相电源,单项载波扩为三相载波即可。工作方式与上述实施例相同。
Claims (4)
1.单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表,包括:微处理器主芯片,主控芯片电源处理模块、计量处理模块,其特征在于,计量处理模块采用90E23计量芯片,220V市电电源与计量处理模块之间设有锰铜分流器采样装置,微处理器主芯片与电磁继电器模块连接,电磁继电器模块与空气开关连接,空气开关与220V市电电源连接。
2.根据权利要求1所述的单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表,其特征在于,微处理器主芯片采用STM8微处理器。
3.根据权利要求1所述的单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表,其特征在于,所述锰铜分流器采样装置的阻值:120μΩ。
4.根据权利要求1所述的单相锰铜分流器采样式预付费宽量程电能表,其特征在于,所述电磁继电器模块采用型号为:HF32F-009-ZSLQ,即电流为5A,电压为12V的强灵敏电磁型继电器。
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- 2011-12-23 CN CN201120579512XU patent/CN202404153U/zh not_active Expired - Lifetime
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