CN209784422U - 一种多功能电力仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能电力仪表。该电力仪表包括电能采集计算单元和与电能采集计算单元连接的主控单元，电能采集计算单元用于采集计算电能数据并发送给主控单元，主控单元连接有电能脉冲输出单元、RS485通信单元和人机交互单元，其分别控制电能脉冲输出单元和RS485通信单元将电能数据转换为脉冲信号和RS485信号输出。本实用新型采用了双路RS485通信技术提高了互联互通的能力；集成了人机交互界面，实时显示测量数据，设置通信参数、电能脉冲常数以及其辅助设置，提高了调试及维护的效率，具备较高的用户体验效果。采用了数字式通信技术及支持电力MODBUS‑RTU规约，符合工业自动化互联互通的趋势。

Description

一种多功能电力仪表

技术领域

本发明涉及电力仪表领域，具体涉及一种多功能电力仪表。

背景技术

多功能电力仪表是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦的电力监控需求而设计的数字式多功能网络电力监测装置具有高速数据处理，高精度，低功耗等特点。主要功能包括电网参数的实时测量、有功，无功电能的计量、电能脉冲的输出等。

随着发电力设备智能化程度的越来越高，集成的系统设备也越来多，导致了设备现场监控形式也越来越复杂，新形势下仪表设备的互联互通是大势所趋，然而现有的多功能电力仪表因为成本因素有的不支持通信功能或仅一路RS485通信功能，不能满足日益复杂的工业需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种多功能电力仪表。

为实现上述目的，本发明提供了一种多功能电力仪表，包括电能采集计算单元和与所述电能采集计算单元连接的主控单元，所述电能采集计算单元用于采集计算电能数据，并将电能数据发送给主控单元，所述主控单元连接有电能脉冲输出单元、RS485通信单元和人机交互单元，其分别控制电能脉冲输出单元和RS485 通信单元将电能数据转换为脉冲信号和RS485信号输出，所述主控单元和RS485 通信单元连接有电源模块。

作为优选，所述电能采集计算单元包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与滤波变换电路连接，所述滤波变换电路连接有计量芯片，所述计量芯片与主控单元连接。

作为优选，所述主控单元包括ARM核单片机、晶振电路、退耦电容和存储器，所述ARM核单片机与所述晶振电路、退耦电容、存储器、计量芯片、电能脉冲输出单元、RS485通信单元和人机交互单元分别连接。

作为优选，所述RS485通信单元包括两个分别与主控单元连接的RS485电平转换电路和与两个RS485电平转换电路和电源模块分别连接的电源隔离电路。

作为优选，所述人机交互单元包括与主控单元分别连接的液晶显示器和若干操作按键。

作为优选，所述液晶显示器的尺寸为240mmX240mm。

作为优选，所述操作按键为4个。

作为优选，所述RS485电平转换电路与电源隔离电路集成在一芯片内，所述芯片的型号为ISO3082。

有益效果：本实用新型采用了双路RS485通信技术所以提高了互联互通的能力；集成了友好的人机交互界面，实时显示测量数据，设置通信参数、电能脉冲常数以及其辅助设置，提高了调试及维护的效率，具备较高的用户体验效果。采用了数字式通信技术及支持电力MODBUS-RTU规约，符合工业自动化互联互通的趋势。

附图说明

图1是本发明实施例的多功能电力仪表的原理框图；

图2是本实用新型实施例的控制单元的原理框图；

图3是本实用新型实施例的脉冲输出单元的电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例的RS485通信单元的电路结构示意图；

图5是本实用新型实施例的ARM核单片机的管脚连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1至5所示，本发明实施例提供了一种多功能电力仪表，该电力仪表包括电能采集计算单元1和主控单元2，电能采集计算单元1与主控单元2连接，电能采集计算单元1负责采集和计算电能数据，并将电能数据发送给主控单元2。具体的，电能采集计算单元1包括电压互感器11和电流互感器12，电压互感器 11和电流互感器12用于采集用电的电压及电流数据，电压互感器11和电流互感器12所采集的电压及电流数据均是一个电流信号，电压互感器11和电流互感器12分别与滤波变换电路13连接，滤波变换电路13将电压及电流数据进行滤波，并将电流信号形式的电压及电流数据转变为电压信号。滤波变换电路13连接有计量芯片14，滤波变换电路13将电压信号形式的电压及电流数据发送给计量芯片14，计量芯片14就可根据电压及电流数据计算出电能数据，该电能数据计算方式与现有相同，不再赘述。计量芯片14与主控单元2连接，通过SPI总线进而将电能数据发送给主控单元2。主控单元2连接有电能脉冲输出单元3、 RS485通信单元4和人机交互单元5。主控单元2控制电能脉冲输出单元3将电能数据转换为脉冲信号输出，为了实现脉冲信号隔离，可采用光电耦合器对脉冲信号进行隔离。RS485通信单元4接受主控单元2的USART串口信号，将其转换为RS485电平。本实用新型还包括一个电源模块6，电源模块6具有两个电压输出端子，两个电压输出端子分别与主控单元2和RS485通信单元4连接，为了过滤交流谐波，在电源模块6的两个电压输出端子上还分别连接一个滤波电容。

参照图3和5，本实用新型实施例的主控单元包括ARM核单片机21、晶振电路22、退耦电容23和存储器24，ARM核单片机21与晶振电路22、退耦电容23、存储器24、计量芯片14、电能脉冲输出单元3、RS485通信单元4和人机交互单元5分别连接。计量芯片14将计算后的电能数据发送给ARM核单片机21，ARM 核单片机21再控制脉冲输出单元3、RS485通信单元4将电量信号分别以脉冲信号和RS485信号输出，并控制存储器24将设定的参数和电能数据进行存储。晶振电路22为ARM单片机21提供时钟信号，退耦电容23并接于ARM核单片机21 的电源管脚的正负极之间，可防止电路通过电源形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。

RS485通信单元4包括两个RS485电平转换电路，两个RS485电平转换电路分别与主控单元2连接，具体的，两个RS485电平转换电路均与ARM核单片机 21连接。为了实现隔离功能，RS485通信单元4还包括一个电源隔离电路，RS485 电平转换电路与电源隔离电路的具体电路结构可以采用现有技术中，也可以直接采用一个RS485电平转换电路与电源隔离电路集成在一起的集成芯片，比如型号为ISO3082的集成芯片。

人机交互单元5包括液晶显示器和若干操作按键，液晶显示器和若干操作按键与主控单元2分别连接，具体的，液晶显示器和若干操作按键均与ARM核单片机21连接，由ARM核单片机21驱动液晶显示器显示。液晶显示器的尺寸优选为 240mmX240mm，操作按键优选为4个，通过操作按键可以实现计量校验，电流/ 电压的变比设置、通信地址及其它辅助设置等，并且，ARM核单片机控制实时数据显示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多功能电力仪表，包括电能采集计算单元和与所述电能采集计算单元连接的主控单元，所述电能采集计算单元用于采集计算电能数据，并将电能数据发送给主控单元，其特征在于，所述主控单元连接有电能脉冲输出单元、RS485通信单元和人机交互单元，其分别控制电能脉冲输出单元和RS485通信单元将电能数据转换为脉冲信号和RS485信号输出，所述主控单元和RS485通信单元连接有电源模块。

2.根据权利要求1所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述电能采集计算单元包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与滤波变换电路连接，所述滤波变换电路连接有计量芯片，所述计量芯片与主控单元连接。

3.根据权利要求2所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述主控单元包括ARM核单片机、晶振电路、退耦电容和存储器，所述ARM核单片机与所述晶振电路、退耦电容、存储器、计量芯片、电能脉冲输出单元、RS485通信单元和人机交互单元分别连接。

4.根据权利要求1所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述RS485通信单元包括两个分别与主控单元连接的RS485电平转换电路和与两个RS485电平转换电路和电源模块分别连接的电源隔离电路。

5.根据权利要求1所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述人机交互单元包括与主控单元分别连接的液晶显示器和若干操作按键。

6.根据权利要求5所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述液晶显示器的尺寸为240mmX240mm。

7.根据权利要求5所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述操作按键为4个。

8.根据权利要求4所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述RS485电平转换电路与电源隔离电路集成在一芯片内，所述芯片的型号为ISO3082。