CN209471175U - 一种工业企业分表计电监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种工业企业分表计电监测系统，包括多个监测电表和微处理器；每个所述监测电表包括互感器、AD转换器、电能计量芯片、单片机、第一CAN收发器；所述微处理器包括MCU控制芯片、第二CAN收发器、GPRS芯片、定位器；所述互感器连接用电设备，所述互感器、AD转换器、电能计量芯片、单片机、第一CAN收发器依次连接；所述第一CAN收发器CAN接口与第二CAN收发器的CAN接口连接，所述第二CAN收发器的通信端连接MCU控制芯片的输入端，所述MCU控制芯片分别连接定位器和GPRS芯片,所述GPRS芯片通过连接GPRS天线连接上位机。该系统不仅能监测到全厂的用电的实时情况，还可以监测到治污设施的用电总量，从而能有效的协助环保工作人员做好对制污企业的实时有效的监控。

Description

一种工业企业分表计电监测系统

技术领域

本实用新型涉及电表检测技术领域，特别涉及一种工业企业分表计电监测系统。

背景技术

近几年来，国家对环境的重视程度就决定了工业企业分表计电系统将会取得更为广泛应用，但现有市场上的系统也有诸多有待提高之处：

①时效性差，传输功能不稳定。通过对多个企业的实际调研，不难发现，现在的治污设备使用情况参差不齐，此外，受到经营压力和利益趋势的因素影响，在大气预警期间，部分企业未能按照规定严格响应停产、限产措施，并且，现有的监控系统的的时效性差、不能及时的反馈给当地环保部门的企业生产状况和治污设施的使用情况；

②成本高，集成度低。许多中小型企业的生产成本高，但利润很低，因此不愿再加高生产成本，于是在大气预警期间，暂时停产，避开环境部门的检查时间后再重新生产；

③体积大，不易维护。系统要传输的东西多，机器设备也就随之多，人工维护难。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种工业企业分表计电监测系统，包括多个监测电表、微处理器和上位机；所述监测电表包括互感器、AD转换器、电能计量芯片、单片机、第一CAN收发器；所述微处理器包括MCU控制芯片、第二CAN收发器、GPRS 芯片、定位器；微处理器也可以设为多个，每个微处理器通过CAN总线挂接多个监测电表，每个微处理器通过GPRS连接上位机。

所述互感器的输入端连接用电设备，所述互感器的输出端连接AD转换器的输入端，所述AD转换器的输出端连接电能计量芯片的输入端，所述电能计量芯片的输出端连接单片机的输入IO管脚，所述单片机的通信管脚连接第一CAN收发器，所述第一CAN收发器CAN接口与第二CAN收发器的CAN接口连接，所述第二CAN收发器的通信端连接MCU控制芯片的输入端，所述MCU控制芯片分别连接定位器和GPRS芯片,所述GPRS芯片通过连接GPRS 天线连接上位机。

优选的，所述互感器包括电流互感器和电压互感器，所述电流互感器的初级线圈与用电设备串联，所述电流互感器的次级线圈连接AD转换器的输入端。

在上述任一方案中优选的是，所述定位器采用型号为UM200的BDS/GPS双模定位模块。

在上述任一方案中优选的是，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器均包括一个CAN 接收器、一个CAN发送器和两个CAN控制器，所述CAN接收器连接一个CAN控制器，所述CAN发送器连接另一个CAN控制器。

在上述任一方案中优选的是，所述CAN接收器和CAN发送器均采用型号为ADM3053BRWZ 的芯片，所述CAN控制器采用型号为SJA1000T的CAN控制芯片。

在上述任一方案中优选的是，所述电能计量芯片的型号为ATT7022B三相电能计量芯片。

在上述任一方案中优选的是，所述单片机的型号为C8051F040。

在上述任一方案中优选的是，所述MCU控制芯片的型号为PIC30f4013。

根据本实用新型实施例提供的一种工业企业分表计电监测系统，相比于现有的电表计电装置，至少具有以下优点：

1、采用互感器采集用电设备的电流和电压，互感器将采集的电流信号和电压信号，发送至电能计量芯片进行计量，电能计量芯片再将计量后的电能信号发送至单片机，单片机通过CAN口管脚发送至第一CAN收发器，利用第一CAN收发器和微处理器的第二CAN收发器形成的CAN总线，将该电表的计量的电量发送至微处理器，微处理器再将接收到的每个电表的计量的电量信息和定位器的定位信息；通过GPRS通信电路发送至上位机，用户即可在上位机远程查看每个用电设备的用电信息。

2、该系统不仅能监测到全厂的用电的实时情况，还可以监测到治污设施的用电总量，从而能有效的协助环保工作人员做好对制污企业的实时有效的监控。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种工业企业分表计电监测系统的连接框图

图2为本实用新型实施例提供的一种工业企业分表计电监测系统中CAN控制器的电路原理图；

图3为本实用新型实施例提供的一种工业企业分表计电监测系统中CAN接收器的电路原理图；

图中：1、互感器；2、AD转换器；3、电能计量芯片；4、单片机；5、第一CAN收发器；6、MCU控制芯片；7、第二CAN收发器；8、GPRS芯片；9、定位器；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例的一种工业企业分表计电监测系统，包括多个监测电表、微处理器和上位机；所述监测电表包括互感器1、AD转换器2、电能计量芯片3、单片机4、第一CAN收发器5；所述微处理器包括MCU控制芯片6、第二CAN收发器7、GPRS芯片8、定位器9；微处理器也可以设为多个，每个微处理器通过CAN总线挂接多个监测电表，每个微处理器通过GPRS连接上位机。

其中，所述电能计量芯片3的型号为ATT7022B三相电能计量芯片3。可以实现380V三相工业用电的用电设备用电计量，可以针对用电设备的单相切换用电状况，进行三相全面计量，计量结果更准确。所述单片机4的型号为C8051F040。所述MCU控制芯片6的型号为PIC30f4013。

所述互感器1的输入端连接用电设备，所述互感器1的输出端连接AD转换器2的输入端，所述AD转换器2的输出端连接电能计量芯片3的输入端，所述电能计量芯片3的输出端连接单片机4的输入IO管脚，所述单片机4的通信管脚连接第一CAN收发器5，所述第一CAN收发器5CAN接口与第二CAN收发器7的CAN接口连接，所述第二CAN收发器7的通信端连接MCU控制芯片6的输入端，所述MCU控制芯片6分别连接定位器9和GPRS芯片8, 所述GPRS芯片8通过连接GPRS天线连接上位机。

该用电设备包括工业企业单位的生产设备、治污设备、生活用电设备等所有用电设备，将电表设置在每个工厂或者企业的生产车间、治污车间的配电箱中，采集生产设备或者治污设备的用电量。

在本实施例中，互感器1包括电压互感器1和电流互感器1，电压互感器1和电流互感器1连接在用电设备中，其中，电压互感器1和电流互感器1在连接时，需要将初级线圈串联用线设备，次级线圈连接AD转换器2，进行模拟信号到数字信号的转换，AD转换器2将转换后的数字信号发送至电能计量芯片3，电能计量芯片3进行电量计算，并将计算后的电量信号发送至单片机4的输入管脚，单片机4将接收到的电量信号发送至第一CAN收发器5，第一CAN收发器5与第二CAN收发器7连接；利用第一CAN收发器5和微处理器的第二CAN收发器7形成的CAN总线，将该电表的计量的电量发送至微处理器，微处理器再将接收到的每个电表的计量的电量信息和定位器9的定位信息；通过GPRS通信电路发送至上位机，用户即可在上位机远程查看每个用电设备的用电信息。

进一步，所述定位器采用型号为UM200的BDS/GPS双模定位模块。采用该型号的定位器可以实现北斗和GPS双重模式的定位，根据微处理器的使用地点进行切换。

如图2所示，在本方案的一个实施例中，第一CAN控制器和第二CAN收发器形成的CAN 总线按照以下电路结构，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器均包括一个CAN接收器、一个CAN发送器和两个CAN控制器，所述CAN接收器连接一个CAN控制器，所述CAN发送器连接另一个CAN控制器。所述CAN接收器和CAN发送器均采用型号为ADM3053BRWZ的芯片，所述CAN控制器采用型号为SJA1000T的CAN控制芯片。每个电表在与微处理器进行 CAN总线通信时，首先，通过单片机连接第一CAN收发器的CAN控制器，CAN控制器连接 CAN发送器，CAN发送器与第二CAN收发器的CAN接收器连接，CAN接收器再连接第二CAN 收发器的CAN控制器，其中，经由第二CAN收发器的CAN控制器连接微处理器，微处理器将接收到的该电表的电量信息和GPS的定位信息，统一经过GPRS通信电路发送至上位机。

根据电表数量，多个电表的CAN收发器与对应的微处理器的CAN通信形成CAN总线，即一个微处理器可以挂接多个电表，用户只需在设定CAN通信协议时，将每个电表进行标号，就能实现采用CAN通信的电路结构，对每个电表进行电量监测，另一方面可以根据应用场地需求设置多个微处理器，利用每个微处理器发送的定位信息，即可查看该地区的该微处理器下CAN总线下挂的每个电表计量的电量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种工业企业分表计电监测系统，包括多个监测电表和微处理器；其特征在于，每个所述监测电表包括互感器、AD转换器、电能计量芯片、单片机、第一CAN收发器；所述微处理器包括MCU控制芯片、第二CAN收发器、GPRS芯片、定位器；

所述互感器的输入端连接用电设备，所述互感器的输出端连接AD转换器的输入端，所述AD转换器的输出端连接电能计量芯片的输入端，所述电能计量芯片的输出端连接单片机的输入IO管脚，所述单片机的通信管脚连接第一CAN收发器，所述第一CAN收发器CAN接口与第二CAN收发器的CAN接口连接，所述第二CAN收发器的通信端连接MCU控制芯片的输入端，所述MCU控制芯片分别连接定位器和GPRS芯片,所述GPRS芯片通过连接GPRS天线连接上位机。

2.根据权利要求1所述的工业企业分表计电监测系统，其特征在于，所述互感器包括电流互感器和电压互感器，所述电流互感器的初级线圈与用电设备串联，所述电流互感器的次级线圈连接AD转换器的输入端。

3.根据权利要求1所述的工业企业分表计电监测系统，其特征在于，所述定位器采用型号为UM200的BDS/GPS双模定位模块。

4.根据权利要求1所述的工业企业分表计电监测系统，其特征在于，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器均包括一个CAN接收器、一个CAN发送器和两个CAN控制器，所述CAN接收器连接一个CAN控制器，所述CAN发送器连接另一个CAN控制器。

5.根据权利要求4所述的工业企业分表计电监测系统，其特征在于，所述CAN接收器和CAN发送器均采用型号为ADM3053BRWZ的芯片，所述CAN控制器采用型号为SJA1000T的CAN控制芯片。

6.根据权利要求1所述的工业企业分表计电监测系统，其特征在于，所述电能计量芯片的型号为ATT7022B三相电能计量芯片。

7.根据权利要求1所述的工业企业分表计电监测系统，其特征在于，所述单片机的型号为C8051F040。

8.根据权利要求1所述的工业企业分表计电监测系统，其特征在于，所述MCU控制芯片的型号为PIC30f4013。