CN208314070U - 高压直流电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压直流电能表，安装在电源分配单元中，其特征在于，包括主处理器、段码液晶显示屏、按键模块、声光报警模块、通讯模块、电压采样电路以及电流采样电路，其中，所述按键模块、电压采样电路和电流采样电路分别连接至所述主处理器的输入引脚，所述段码液晶显示屏和声光报警模块均连接至所述主处理器的输出引脚，所述通讯模块包括两组RJ45/RS485通信接口，通信协议为ModBus通信协议，且其中一组RJ45/RS485接口上连接有温湿度传感器。本实用新型可以对电源分配单元中的电源的使用情况进行本地和远程的监测，且监测结果可以通过段码液晶显示屏向工作人员显示，并在参数超出阈值时，可以通过声光报警模块进行提醒，以便能够及时、适时地控制。

Description

高压直流电能表

技术领域

本实用新型涉及电气制造领域，特别涉及一种高压直流电能表。

背景技术

电源分配单元(Power Distribution Unit)，简称PDU，是一种适用于服务器、交换机及机柜等各种电子电器设备的电源分配器具。随着机柜内安装的设备数量的增加，单个机柜中设备的多样性、复杂性的存在，要为机柜内每一个负载提供足够、合适的电源分配，是直接关系到保证IT系统的可用性，以及能否发挥其应有效能的重要的基础环节，如果机柜内的线缆乱成一团麻，很容易引起错误的插拔等问题，甚至要经常面临掉电、电流过载的威胁，从而大大影响IT系统的稳定性和安全。通过工业标准的PDU产品的使用，可以使网络产品的电源安全更为提高，满足了重要设备电源输入的要求。

PDU使用过程中，会有电源或电流不稳定的情况发生，如果不能够及时被发现并进行控制，容易影响用电设备的工作状态。

实用新型内容

本实用新型提供一种高压直流电能表，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高压直流电能表，安装在电源分配单元中，包括主处理器、段码液晶显示屏、按键模块、声光报警模块、通讯模块、电压采样电路以及电流采样电路，其中，所述按键模块、电压采样电路和电流采样电路分别连接至所述主处理器的输入引脚，所述段码液晶显示屏和声光报警模块均连接至所述主处理器的输出引脚，所述通讯模块包括两组RJ45/RS485通信接口，通信协议为ModBus通信协议，且其中一组RJ45/RS485接口上连接有温湿度传感器。

作为优选，所述声光报警模块包括蜂鸣器、LED灯和背光灯，所述背光灯、蜂鸣器和LED灯分别接至主处理器的输出引脚，且所述背光灯在所述段码液晶显示屏中。

作为优选，所述通讯模块还包括与所述RJ45/RS485通信接口连接的信号收发器、与所述信号收发器连接的光电耦合器和与光电耦合器连接的信号放大器，所述信号放大器还与所述主处理器连接。

作为优选，还包括继电器，所述继电器与所述主处理器通过IIC接口连接。

作为优选，还包括复位电路和掉电检测电路，所述复位电路连接至所述主处理器的复位输入端口，所述掉电检测电路连接至所述主处理器的掉电检测端口。

与现有技术相比，本实用新型的高压直流电能表，安装在电源分配单元中，其特征在于，包括主处理器、段码液晶显示屏、按键模块、声光报警模块、通讯模块、电压采样电路以及电流采样电路，其中，所述按键模块、电压采样电路和电流采样电路分别连接至所述主处理器的输入引脚，所述段码液晶显示屏和声光报警模块均连接至所述主处理器的输出引脚，所述通讯模块包括两组RJ45/RS485通信接口，通信协议为ModBus通信协议，且其中一组RJ45/RS485接口上连接有温湿度传感器。本实用新型可以对电源分配单元中的电流的使用情况进行本地和远程的监测，监测的参数有：电压、电流、有功功率、功率因数、用电量、频率。测量结果可以通过段码液晶显示屏向工作人员显示，并在参数超出阈值时，可以通过声光报警模块进行提醒，从而使工作人员可以及时获知用电设备的工作状态，以便能够及时、适时地控制。

附图说明

图1为本实用新型的高压直流电能表的结构原理图；

图2为本实用新型的高压直流电能表中主处理器的电路原理图；

图3为本实用新型的高压直流电能表中电压采样电路和电流采样电路的原理图；

图4为本实用新型的高压直流电能表中声光报警模块的电路原理图；

图5为本实用新型的高压直流电能表中按键模块的电路原理图；

图6为本实用新型的通讯模块的结构示意图。

图中所示：10-插座、20-主处理器、31-电压采样电路、32-电流采样电路、40-声光报警模块、41-蜂鸣器、42-LED灯、50-按键模块、60-段码液晶显示屏、61-背光灯、70-电源模块、80-存储器、91-复位电路、92-掉电检测电路、110-通讯模块、111-RJ45/RS485通信接口、112-信号收发器、113-光电耦合器、114-信号放大器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1所示，本实用新型提供一种高压直流电能表，安装在电源分配单元中，该电源分配单元包括插座10。

具体地，所述高压直流电能表包括：主处理器20、段码液晶显示屏60、按键模块50、声光报警模块40、电压采样电路31、电流采样电路32以及通讯模块110。

如图6所示，所述通讯模块110的通信协议为ModBus通信协议，且设置有两组，其中一组RJ45/RS485接口上连接有温湿度传感器，可以对高压直流电能表同时也是用电设备的工作环境进行检测，另一组用于通讯，使工作人员可以远程监控用电设备的工作状态。

具体地，每组通讯模块110均包括：RJ45/RS485通信接口111、与所述RJ45/RS485通信接口111连接的信号收发器112、与所述信号收发器112连接的光电耦合器113和与光电耦合器113连接的信号放大器114，所述信号放大器114还与所述主处理器20连接。

进一步的，所述通讯模块110还包括IIC接口，继电器通过该IIC接口与主处理器20连接。

如图2所示，所述主处理器20采用型号为V9811的单相电能计量SOC芯片，该芯片具有集成模拟前端、电能计量模块、增强型8052内核、RTC(实时时钟)、WDT(看门狗)、Flash、SRAM和LCD驱动等功能模块，因此，所述主处理器20可以对插座10上的电压和电流进行采样，进而计量得到插座10的电压、电流、有功功率、功率因数、用电量、频率等参数，从而可以及时获知插座10上的用电设备的工作状态。

请参照图3，所述插座10分别通过电压采样电路31和电流采样电路32与所述主处理器20连接，即电压采样电路31和电流采样电路32采集插座10上的电压和电流信号，并传递给所述主处理器20，所述主处理器20根据电压和电流计量出插座10上的用电参数。

所述段码液晶显示屏60连接至所述主处理器20的SEG输出引脚，由主处理器20驱动，进行用电参数显示，显示内容依次为电压、电流、有功功率、功率因数、用电量、频率等参数，并且显示的电压、功率因数和频率等参数精确到小数点后一位，电流、功率和用电量参数，如果精度够的话精确到小数点后两位，如果不够精确到小数点后一位。所有用电参数右对齐显示。

如图4和图5所示，所述声光报警模块40和按键模块50均连接至所述主处理器20的输出引脚。重点参照图4，所述声光报警模块，40包括蜂鸣器41、LED灯42和设置在所述段码液晶显示屏60中的背光灯61，所述蜂鸣器41、LED灯42和背光灯61分别接至主处理器20的输出引脚，用于在电流超过阈值时，进行报警提醒工作人员检查维修插座10和用电设备，以免插座10上用电设备发生损坏，对插座10以及其他用电设备造成影响。具体地，所述蜂鸣器41在上电初始化时响一声，在报警时以1/4s的频率响(背光灯61同频率闪烁)。所述LED灯42以电能计量脉冲闪烁，频率是1wh(即1度电1000个脉冲)。所述背光灯61在有上电或有按键模块操作时点亮，上电完成或无操作30s后，背光灯61自动熄灭。

通过所述按键模块50可以对主处理器20的工作模式进行切换和调节。具体地，主处理器20正常工作状态时，在电流界面下长按按键模块2s，可以使主处理器20进入报警阀值设置状态，此时段码液晶显示屏60显示当前报警阀值，短按按键模块50，报警阀值按1A的步进累加，最高设置到额定电流值后从1重新开始累加，再次长按按键模块50两秒，段码液晶显示屏60恢复正常显示，掉电依然可以保存此报警阀值。

此外，在高压直流电能表报警状态下，可以通过所述按键模块50对声光报警模块40进行调节。具体地，当电流超过报警阈值但低于额定电流时，背光灯61闪烁，段码液晶显示屏60自动显示电流数值，用户此时可按按键模块50进行界面切换，获取其他用电参数，当30s无操作，段码液晶显示屏60自动显示电流界面；当电流超过额定电流时，背光灯61闪烁，同时蜂鸣器41响。长按按键模块50两秒，可以消除声音报警，只有背光灯61闪烁，再长按2s可以重新启动声音报警。当电流恢复报警电流以下后，段码液晶显示屏60恢复正常显示。

请参照图1，所述高压直流电能表还包括与所述主处理器20连接的存储器80、电源模块70、复位电路91和掉电检测电路92，其中，所述电源模块70的输入端连接至所述电压采样电路31与插座10之间，所述电源模块70的输出端连接至所述主处理器20，用于为所述主处理器20供电，所述复位电路91连接至所述主处理器20的复位输入端口，用于为主处理器20提供复位操作，所述掉电检测电路92连接至所述主处理器20的掉电检测端口，用于检测主处理器20的工作状态，确保其在掉电异常时可以被及时发现。

综上所述，本实用新型可以对电源分配单元中的电流的使用情况进行本地和远程的监测，监测的参数有：电压、电流、有功功率、功率因数、用电量、频率。测量结果可以通过段码液晶显示屏60向工作人员显示，并在参数超出阈值时，可以通过声光报警模块40进行提醒，从而使工作人员可以及时获知用电设备的工作状态，以便能够及时、适时地控制。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种高压直流电能表，安装在电源分配单元中，其特征在于，包括主处理器、段码液晶显示屏、按键模块、声光报警模块、通讯模块、电压采样电路以及电流采样电路，其中，所述按键模块、电压采样电路和电流采样电路分别连接至所述主处理器的输入引脚，所述段码液晶显示屏和声光报警模块均连接至所述主处理器的输出引脚，所述通讯模块包括两组RJ45/RS485通信接口，通信协议为ModBus通信协议，且其中一组RJ45/RS485接口上连接有温湿度传感器。

2.如权利要求1所述的高压直流电能表，其特征在于，所述声光报警模块包括蜂鸣器、LED灯和背光灯，所述背光灯、蜂鸣器和LED灯分别接至主处理器的输出引脚，且所述背光灯在所述段码液晶显示屏中。

3.如权利要求1所述的高压直流电能表，其特征在于，所述通讯模块还包括与所述RJ45/RS485通信接口连接的信号收发器、与所述信号收发器连接的光电耦合器和与光电耦合器连接的信号放大器，所述信号放大器还与所述主处理器连接。

4.如权利要求1所述的高压直流电能表，其特征在于，还包括继电器，所述继电器与所述主处理器通过IIC接口连接。

5.如权利要求1所述的高压直流电能表，其特征在于，还包括复位电路和掉电检测电路，所述复位电路连接至所述主处理器的复位输入端口，所述掉电检测电路连接至所述主处理器的掉电检测端口。