CN203339802U

CN203339802U - 一种专变采集终端

Info

Publication number: CN203339802U
Application number: CN2013202222892U
Authority: CN
Inventors: 成杰; 李江科; 陈永胜; 周鹏仙; 李善生
Original assignee: ZHENGZHOU SMS ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: Zhengzhou Sanhui Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2013-04-27
Filing date: 2013-04-27
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2023-04-27

Abstract

本实用新型公开了一种专变采集终端，包括中央处理单元、信号采集单元、设置调试单元、存储单元、显示单元、抄表单元、通信单元、购售电控制单元和终端电源，所述的信号采集单元采集三相电压电流信息、掉电信息发送给中央处理单元，设置调试单元连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元连接存储单元、显示单元的信号输入端连接中央处理单元的信号输出端，中央处理单元的通信端通过通信单元与主控站发送信息、接收主控站的信息；所述终端电源给各个单元供电；所述的中央处理单元还连接有报警输出单元。本实用新型所述的专变采集终端具有大容量存储、大规模采集数据、支持多种主控站通信方式的可远程升级、诊断、维护多种功能。

Description

一种专变采集终端

技术领域

本实用新型涉及电力系统中对用户用电信息进行采集的设备，尤其涉及一种专变采集终端。

背景技术

目前, 为建设可持续发展的和谐社会,我国已经把节能减排作为一项基本国策,而智能电网作为推进低碳经济的关键因素,已经引起政府的高度重视。国家能源行业“十二五”规划已将发展智能电网作为重要发展目标。电力用户用电信息的实时采集是智能电网的一个重要组成部分,而作为采集系统一部分的专变采集终端的开发也成为主要发展项目。电能采集对电力系统电网和电气设备的安全、经济高效的运行以及维护人们日常生产和生活的正常秩序都有着重要意义。

电能智能采集终端系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统。智能采集终端是专变用户电能信息采集终端，实现对专变用户的电能信息采集，包括电能表数据采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和传输。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性,推进了电能管理现代化的发展进程。据不完全统计，目前我国实现了电能智能采集的用户大约有260万户家庭，在具体实施电能智能采集上所采用的技术多种多样，且随着技术水平的不断提高，电能智能采集系统的功能逐步完善。但受硬件设施、通信技术等制约目前电能智能采集系统的普及率仍不高。因此，如何改进电能智能采集系统、发展电能采集技术具有十分重要的现实意义。

目前市场上专变采集终端已经开始使用，且开始普及各个地区。然而市场上流行的专变采集终端在实际使用中却出现各种问题，如：采集电表数量少，数据保存时间短，易丢失；通信方式单一；通信模块更换及程序升级麻烦等，在实际使用中占用大量人力物力。因此，目前市场上迫切需要一款兼容性好、存储量大采集范围广、功能齐全并且易于安装维护的新型专变采集终端。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种专变采集终端，兼容性强、采集范围广、存储量大且保存时间长、可更灵活换部件远程系统升级，方便快捷地进行电能采集。

本实用新型采用下述技术方案：一种专变采集终端，包括中央处理单元、信号采集单元、设置调试单元、存储单元、显示单元、抄表单元、通信单元、购售电控制单元和终端电源，所述的信号采集单元采集三相电压电流信息、掉电信息发送给中央处理单元，设置调试单元连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元连接存储单元、显示单元的信号输入端连接中央处理单元的信号输出端，中央处理单元的通信端通过通信单元与主控站发送信息、接收主控站的信息；所述终端电源给各个单元供电；所述的中央处理单元还连接有报警输出单元。

所述的抄表单元包括脉冲表抄表单元、RS485表抄表单元、远程抄表单元，所述的远程抄表单元采用GPRS模块。

所述的信号采集单元还包括有两路脉冲量采集单元和两路开关量采集单元。

所述的存储单元包括铁电存储器和FLASH存储器。

所述的通信单元包括有GPRS模块、SMS模块、CDMA模块和PSTN模块、以太网模块，所述的GPRS模块、SMS模块、CDMA模块和PSTN模块、以太网模块均为可插拔结构模块。

所述的设置调试单元包括红外模块、RS232模块、USB模块。

所述的中央处理单元连接有时钟电池和电池功耗检测电路，所述的电池功耗检测电路检测时钟电池的功耗发送给中央处理单元。

所述的终端电源还包括有备用电池和充电电路，所述的充电电路给备用电池充电。

还包括有尾盖开合检测按键以及信号处理电路，所述的尾盖开合检测按键设置在专变采集终端的尾盖内，尾盖合上时压下尾盖开合检测按键闭合，尾盖开合检测按键第一端连接专变采集终端的尾盖开门信号输入端子，防静电管的第一端连接尾盖开合检测按键的第二端和信号地，防静电管的第二端通过第一电阻连接第一触发器的输入端，所述的防静电管的第二端还连接尾盖开合检测按键第一端；第一触发器的输出端通过第二电阻连接第二触发器的输入端，第二触发器的输出端连接所述中央处理单元的信号输入端；所述的防静电管的第二端还连接第三电阻后连接电源；所述的第二触发器的信号输入端还连接电容后接地。

所述的中央处理单元还连接有扩展模块；所述的购售电控制单元通过控制继电器输出信号。

本实用新型提供了一种大容量存储、大规模采集数据、支持多种主控站通信方式的可远程升级、诊断、维护的新型多功能专变采集终端；双路485通讯模式；多种主控站网络通信方式；特有的模块化设计和热插拔等方便快捷的操作方式，最大可能实现现实工作中人力、物力、财力的节省，从而实现使用操作更加方便、快捷、高效。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型的外形结构示意图；

图3为本实用新型中尾盖开合检测按键与信号处理电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种专变采集终端，包括中央处理单元（ARM9）、信号采集单元、设置调试单元、存储单元、显示单元9（液晶屏）、抄表单元、通信单元、购售电控制单元和终端电源，所述的信号采集单元采集交流电压、电流输入口1输入的三相电压电流信息、掉电信息发送给中央处理单元，设置调试单元连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元连接存储单元、显示单元的信号输入端连接中央处理单元的信号输出端，中央处理单元的通信端通过通信单元与主控站发送信息、接收主控站的信息；所述终端电源给各个单元供电，所述的终端电源还包括有备用电池10和充电电路，所述的充电电路给备用电池充电；所述的中央处理单元还连接有报警输出单元。所述的中央处理单元还连接有扩展模块8；所述的中央处理单元连接有时钟电池和电池功耗检测电路，所述的电池功耗检测电路检测时钟电池的功耗发送给中央处理单元，时钟电池具备和主控站精确对时的功能，使终端时钟误差不超过1秒/天。所述的购售电控制单元通过控制继电器输出信号实现，当用户购电时，通过控制继电器闭合使用户用电，当用户购电使用完毕时，通过控制继电器断开从而断开用户供电。

所述的抄表单元包括脉冲表抄表单元、RS485表抄表单元、远程抄表单元，所述的远程抄表单元采用GPRS模块7，RS485接口4可根据用户特殊需求扩充为2路，同时可接64只电能表，实现大容量抄表范围；支持DL/T 645通讯规约和多家电能表生产商的通讯规约，具体协议可根据用户要求进行远程升级。

所述的信号采集单元还包括有两路脉冲量采集单元和两路开关量采集单元，开关量从开关量输入口2进行采集，脉冲量从脉冲量输入口3进行采集，可根据用户要求设置为开关量或脉冲量。终端每分钟对采集到的脉冲信号进行处理，从而得到脉冲相应的电量累计值、一分钟平均功率、最大需量及其发生时间，并能自动在月底进行数据结算。两路遥信输入接口可从开关量输入口2进入，实时对遥信信号进行采样处理，得出当前遥信信号的状态。

所述的存储单元包括铁电存储器和FLASH存储器；1）铁电存储器（64kb）：用于保存当前电量、终端统计数据、终端当前状态等数据，保证掉电时数据不丢失；2）FLASH存储器（256Mb）：用于保存各类小时冻结数据、日冻结数据、抄表日冻结数据、月数据、负荷曲线数据、事件记录等。

所述的通信单元包括有GPRS模块、SMS模块、CDMA模块和PSTN模块、以太网模块，所述的GPRS模块、SMS模块、CDMA模块和PSTN模块、以太网模块均为可插拔结构模块。主控站通信模式较多，可通过更换通讯模块方式实现更换通讯模式，做到通讯模块即插即用，实现快捷更换使用。

所述的设置调试单元包括红外模块5、RS232模块、USB模块6， USB模块6可根据用户软件需求连接摄像头等设备完成拍照和摄像功能。专变采集终端可通过这些模块与PC机串口联网，将终端实时数据、统计数据和主控站通知等传送能用户本地系统，实现用电客户的本地用电监测和分析。终端还能支持本地升级及远程在线升级：本地升级是通过终端红外、RS485、USB、RS232等接口进行升级，升级方式为升级软件通过终端红外、RS485、USB、RS232等接口进行现场升级；远程在线软件升级是由主控站通过远程通信信道，在终端正常运行的同时进行在线软件下载，主要是在终端已大量安装的现场时，需要软件更新升级时使用。终端的远方下载功能可以大大降低系统维护工作量和更新成本，提高软件更新速度。终端另设有远程诊断与维护功能，可定期自检存储器及各个功能模块与通讯口状态，发现异常进行记录。通过本地或者远程通讯读取诊断代码，分析后确定最佳解决方案，以便迅速准确地排除故障，降低了维护成本与维护费用。终端具有中文信息发布功能，可以接受主控站发来的中文信息，用以向客户发布简短的用电信息、停限电通知，进行用电指导等。

本实用新型专变采集终端具有高精度的电量计量芯片，能够精确检测总及分相有/无功功率、总及分相功率因数、三相电压和电流、频率、相位角等测量数据，并且生成正/反向总及费率有功电量、正/反向总及费率无功电量、四象限总及费率无功电量、正/反向总及费率有功最大需量及发生时间、正/反向总及费率无功最大需量及发生时间等数据，并能自动在月底进行数据结算。

终端定时（抄表间隔可设置）抄录电能表的正/反向总及费率有功电量、正/反向总及费率无功电量、四象限总及费率无功电量、A、B、C分相正、反有、无功总电量、正/反向总及费率有功最大需量及发生时间、正/反向总及费率无功最大需量及发生时间、总及分相有/无功功率、总及分相功率因数、三相电压和电流、上月正/反向总及费率有功电量、上月正/反向总及费率无功电量、上月四象限总及费率无功电量、上月正/反向总及费率有功最大需量及发生时间、上月正/反向总及费率无功最大需量及发生时间、电网频率、电能表状态等，终端也支持通过中继命令即时召测其他电能表数据。

终端按照主控站下发的控制命令对终端进行控制，主控站下发遥控命令，具体包括控制轮次，告警时间，控制时间，其中遥控跳合闸功能包括：

1）终端执行主控站下达的延时跳（合）闸命令。从接收到主控站下发的命令时开始倒计时，倒计时结束，终端输出跳（合）闸信号；

2）终端执行主控站下达的立即跳闸或允许合闸命令。一旦接收到主控站下发的命令，终端就输出跳（合）闸信号；

3）终端按主控站下达的计划限电时间延时后自动允许合闸；

4）在遥控告警时可通过撤消遥控命令撤消主控站下发的控制命令。

终端的功率控制是由内部控制输出按负荷类别分为几个轮次来实现。功控投入时，当某时段负荷超过定值时，终端能按已投入的轮次顺序及延迟时间自动跳闸，使其负荷下降到定值以下，当功率在定值以下，剩下的轮次开关不再跳闸。功率控制包含时段控、厂休控、功率下浮控、营业报停控。在时段控与厂休控有效的情况下，功率下浮控优先，营业报停控次之，厂休控再次之，时段控最后。

终端根据主控站设置的事件属性按照重要事件和一般事件分类记录。重要事件和一般事件按照发生的时间顺序分两个队列记录，每个队列记录的最大长度为255条。队列按先进先出方式刷新，每条记录的内容包括事件类型、发生事件及相关状况。终端具有35种事件类型，可设置为是否进行事件记录，可设置为重要事件还是一般事件。重要事件在终端设置为允许主动上报的情况下可以主动上报。在停电时，如果终端停/上电事件设置为重要事件且终端允许主动上报，终端在停电上报电池的支持下完成对停电事件的主动上报。

终端能接收主控站下发的复位初始化命令，初始化命令分以下四种：

1）硬件初始化（F1）；

2）数据区初始化（F2）；

3）数据区初始化和参数区初始化（F3）；

4）参数（除与系统主控站通信有关的）及全体数据区初始化（F4）。

如图3所示，所述的尾盖开合检测按键ZK9设置在专变采集终端的尾盖内，尾盖合上时压下尾盖开合检测按键ZK9闭合，尾盖打开时，尾盖开合检测按键ZK9断开，尾盖开合检测按键第一端连接专变采集终端的尾盖开门信号输入端子K9，尾盖开合检测按键ZK9第二端与信号处理电路连接，所述的信号处理电路包括有防静电管MD7、第一触发器ZU2D（施密特触发器74HC14）和第二触发器ZU2E（施密特触发器74HC14），所述的防静电管MD7的第一端连接尾盖开合检测按键的第二端和信号地，防静电管的第二端通过第一电阻MR57连接第一触发器ZU2D的输入端，所述的防静电管MD7的第二端还连接尾盖开合检测按键ZK9的第一端；所述的防静电管MD7的第二端还连接第三电阻JR37后连接电源VCC；第一触发器ZU2D的输出端通过第二电阻MR44连接第二触发器ZU2E的输入端，所述的第二触发器ZU2E的信号输入端还连接电容JC37后接地；第二触发器ZU2E的输出端KPM连接专变采集终端的处理模块的信号输入端，处理模块通过通信模块连接主控站。

本实用新型所述的尾盖开合检测按键能够检测专变采集终端的尾盖是否被打开，专变采集终端正常状态下尾盖是不能被用户打开的，当尾盖合上时，检测按键处于闭合状态，显示单元不显示［终端参数设置］、［系统管理］两个选项；当用户将终端尾盖打开后，主菜单右下角会出现一个“↓”符号，表示还有一屏，按上下选择键可进入该屏，可对［终端参数设置］、［系统管理］这两项可选功能进行操作，尾盖打开后，则尾盖开合检测按键断开，采集到尾盖打开信号给处理模块，处理模块经过处理后通过通信模块发送给主控站，主控站即可得到信号进行相应处理，本装置能够有效提醒用户终端状态是否正常，实现防窃电功能。

Claims

1.一种专变采集终端，其特征在于：包括中央处理单元、信号采集单元、设置调试单元、存储单元、显示单元、抄表单元、通信单元、购售电控制单元和终端电源，所述的信号采集单元采集三相电压电流信息、掉电信息发送给中央处理单元，设置调试单元连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元连接存储单元、显示单元的信号输入端连接中央处理单元的信号输出端，中央处理单元的通信端通过通信单元与主控站发送信息、接收主控站的信息；所述终端电源给各个单元供电；所述的中央处理单元还连接有报警输出单元。

2.根据权利要求1所述的专变采集终端，其特征在于：所述的抄表单元包括脉冲表抄表单元、RS485表抄表单元、远程抄表单元，所述的远程抄表单元采用GPRS模块。

3.根据权利要求2所述的专变采集终端，其特征在于：所述的信号采集单元还包括有两路脉冲量采集单元和两路开关量采集单元。

4.根据权利要求3所述的专变采集终端，其特征在于：所述的存储单元包括铁电存储器和FLASH存储器。

5.根据权利要求4所述的专变采集终端，其特征在于：所述的通信单元包括有GPRS模块、SMS模块、CDMA模块和PSTN模块、以太网模块，所述的GPRS模块、SMS模块、CDMA模块和PSTN模块、以太网模块均为可插拔结构模块。

6.根据权利要求5所述的专变采集终端，其特征在于：所述的设置调试单元包括红外模块、RS232模块、USB模块。

7.根据权利要求6所述的专变采集终端，其特征在于：所述的中央处理单元连接有时钟电池和电池功耗检测电路，所述的电池功耗检测电路检测时钟电池的功耗发送给中央处理单元。

8.根据权利要求7所述的专变采集终端，其特征在于：所述的终端电源还包括有备用电池和充电电路，所述的充电电路给备用电池充电。

9.根据权利要求1至8任一所述的专变采集终端，其特征在于：还包括有尾盖开合检测按键以及信号处理电路，所述的尾盖开合检测按键设置在专变采集终端的尾盖内，尾盖合上时压下尾盖开合检测按键闭合，尾盖开合检测按键第一端连接专变采集终端的尾盖开门信号输入端子，防静电管的第一端连接尾盖开合检测按键的第二端和信号地，防静电管的第二端通过第一电阻连接第一触发器的输入端，所述的防静电管的第二端还连接尾盖开合检测按键第一端；第一触发器的输出端通过第二电阻连接第二触发器的输入端，第二触发器的输出端连接所述中央处理单元的信号输入端；所述的防静电管的第二端还连接第三电阻后连接电源；所述的第二触发器的信号输入端还连接电容后接地。

10.根据权利要求9所述的专变采集终端，其特征在于：所述的中央处理单元还连接有扩展模块；所述的购售电控制单元通过控制继电器输出信号。