一種安裝式三相數顯表的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種安裝式三相數顯表，包括殼體和設置在殼體內的中央處理單元、三相計量單元、電壓采樣單元、電流采樣單元、LCD顯示單元、RS485接口單元和輔助電源單元；三相計量單元、LCD顯示單元和RS485接口單元分別與中央處理單元連接，電壓采樣單元和電流采樣單元分別與三相計量單元連接，輔助電源單元分別與中央處理單元、三相計量單元連接以提供電力支持。電壓采樣單元和電流采樣單元分別用于監測電路中的電壓和電流，三相計量單元對電壓和電流模擬量進行處理并將得到的電壓和電流數字量發送給中央處理單元，LCD顯示單元用于顯示電測量。本實用新型具備集成度高、精度高、成本低、功耗低、性能可靠、結構緊湊、設計合理的優點。
【專利說明】
_種安裝式三相數顯表
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電子儀器，尤其是涉及一種用于電網或自動化系統中對三相電流、三相電壓、有功功率進行測量，并具有遠程通信功能的電測儀表。
【背景技術】
[0002]電力是是現代社會必不可少的能源，在人們的日常生活和工農業生產中起著重要的作用。在電力系統中，特別是中低壓配電系統中，大量非線性、沖擊性負荷的使用，給電力系統的電能計量帶來了挑戰。而且，隨著工業的發展和科技的進步，企業生產技術管理對工業電能的準確計量提出了更高的要求，節能降耗是現代工業進步的主要標志之一，提高電能有效利用率，對電能質量進行綜合監測和治理已成為迫切需要解決的問題。
[0003]要實現對電能質量的綜合治理，就必須實現有功功率的在線分析與實時監測，以了解電能的有效利用水平，作為電力管理系統組成部分的電力監控儀表在其中起著至關重要的作用。對電力運行系統進行分析和實時監測需要使用的儀表種類眾多，三相數顯表是其中重要且大量采用的儀表之一。目前市場上存大量種類繁多、功能多樣的三相數顯表，但現有的三相數顯表還存在需要較大的提升空間，主在表現在造價偏高、集成度低、功能單一、兼容性差、通訊功能缺失，無法滿足遠程控制和自動化管理的需要。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種安裝式三相數顯表，其具有集成度高、精度高、成本低、功耗低、性能可靠、結構緊湊、設計合理的優點，本實用新型采用數字采樣處理技術和SMT工藝，可較好地滿足現代電網或工業自化管理的需求。
[0005]為解決現有技術中的三相數顯表其成本較高、集成度低、功能單一、兼容性差的技術問題，本實用新型提供的一種安裝式三相數顯表，包括殼體和設置在殼體內的中央處理單元、三相計量單元、電壓采樣單元、電流采樣單元、LCD顯示單元、RS485接口單元和輔助電源單元;所述三相計量單元、LCD顯示單元和RS485接口單元與中央處理單元中連接，所述電壓采樣單元和電流采樣單元分別與三相計量單元連接，輔助電源單元分別與中央處理單元、三相計量單元連接以提供電力支持；
[0006]所述電壓采樣單元和電流采控單元分別用于監測電路中的電壓和電流，并將監測到的電壓和電流模擬量傳輸給三相計量單元;三相計量單元對電壓和電流模擬量進行處理并將得到的電壓和電流數字量發送給中央處理單元，中央處理單元將電壓和電流數字量發送給LCD顯示單元以顯示電測量，所述電測量為電壓和電流的數字量；
[0007]所述RS485接口單元與中央處理單元之間建立有雙向信息交換通道。
[0008]進一步的，本實用新型一種安裝式三相數顯表，其中，還包括數據存儲單元，所述數據存儲單元與中央處理單元連接并建立雙向信息交換通道，中央處理單元通過數據存儲單元進行數據存取。
[0009]進一步的，本實用新型一種安裝式三相數顯表，其中，還包括按鍵接口單元，所述按鍵接口單元與中央處理單元連接，按鍵接口單元用于設置輸入參數以完成鍵顯功能。[00?0]進一步的，本實用新型一種安裝式三相數顯表，其中，所述中央處理單元與三相計量單元之間的連接采用SPI全雙工同步通信總線方式。
[0011]進一步的，本實用新型一種安裝式三相數顯表，其中，所述中央處理單元分別與IXD顯示單元和數據存儲單元之間的連接采用I2C兩線式串行總線方式。
[0012]進一步的，本實用新型一種安裝式三相數顯表，其中，所述LCD顯示單元采用大屏背光LCD顯不。
[0013]進一步的，本實用新型一種安裝式三相數顯表，其中，所述RS485接口單元用于將電測量通過RS485總線發送給主站。
[0014]本實用新型一種安裝式三相數顯表與現有技術相比，具有以下優點:(I)本實用新型通過設置殼體和設置在殼體內的中央處理單元、三相計量單元、電壓采樣單元、電流采樣單元、LCD顯示單元、RS485接口單元和輔助電源單元；使三相計量單元、LCD顯示單元和RS485接口單元分別與中央處理單元連接，使電壓采樣單元和電流采樣單元分別與三相計量單元連接，并使輔助電源單元分別與中央處理單元、三相計量單元連接以提供電力支持，這種結構設置提高了集成度，可相應地降低功耗，使運行性能更為穩定可靠，同時通過設置RS485接口單元，并在實際使用中可通過RS485接口將電測量發送給主站，符合M0DBUS-RTU協議，能夠完成不同PLC、工業控制計算機通訊的組網，以滿足現代電網或工業自化管理的需求，增強了實用性，擴展了應用范圍和兼容性。作為優化方案，本實用新型的LCD顯示單元采用大屏背光LCD顯示，相比LED顯示而言較大幅度降低了成本，在滿足使用需求的情況下，有效保證了顯示內容的豐富生和直觀性，進一步增強了實用性。(2)本實用新型一種安裝式三相數顯表適用于電力電網、自動化控制系統中對三相電壓、三相電流、三相有功功率等電參量的測量，并由液晶(LCD)直接顯示，具有顯示直觀、精度高、性能穩定等特點，可用于各種控制系統的配電盤或開關柜中，安裝方便、接線簡單、維護方便，現場可編程設置輸入參數，通過RS485接口通訊，符合M0DBUS-RTU協議，能夠完成業界不同的PLC、工業控制計算機通訊軟件的組網。
[0015]下面結合附圖所示實施例對本實用新型一種安裝式三相數顯表作進一步詳細說明:
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一種安裝式三相數顯表的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型一種安裝式三相數顯表中中央處理單元的連接示意圖；
[0018]圖3為本實用新型一種安裝式三相數顯表中三相計量單元的連接示意圖；
[0019]圖4為本實用新型一種安裝式三相數顯表中電壓采樣單元的連接示意圖；
[0020]圖5為本實用新型一種安裝式三相數顯表中電流采樣單元的連接示意圖；
[0021 ]圖6為本實用新型一種安裝式三相數顯表中IXD顯示單元的連接示意圖；
[0022]圖7為本實用新型一種安裝式三相數顯表中RS485接口單元的連接示意圖；
[0023]圖8為本實用新型一種安裝式三相數顯表中數據存儲單元的連接示意圖；
[0024]圖9為本實用新型一種安裝式三相數顯表中按鍵接口單元的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1至圖9所示本實用新型一種安裝式三相數顯表的【具體實施方式】，包括殼體和設置在殼體內的中央處理單元1、三相計量單元2、電壓采樣單元3、電流采樣單元4、LCD顯示單元5、RS485接口單元6和輔助電源單元7 ；使三相計量單元2、IXD顯示單元5和RS485接口單元6分別與中央處理單元I連接，并使電壓采樣單元3和電流采樣單元4分別與三相計量單元2連接，同時讓輔助電源單元7分別與中央處理單元1、三相計量單元2連接以提供電力支持。
[0026]實際應用中，通過電壓采樣單元3和電流采控單元4分別監測電路中的電壓和電流，并將監測到的電壓和電流模擬量傳輸給三相計量單元2;由三相計量單元2對電壓和電流模擬量進行處理，并將得到的電壓和電流數字量發送給中央處理單元1，然后由中央處理單元I將電壓和電流數字量發送給LCD顯示單元5以顯示電測量，便于查看，所述電測量即為電壓和電流的數字量。讓RS485接口單元6與中央處理單元I之間建立雙向信息交換通道，使兩者之間可進行雙向數據傳輸以滿足信號傳輸需要。這種結構設置提高了集成度，可相應地降低功耗，使運行性能更為穩定可靠，同時通過設置RS485接口單元6并在實際使用中可通過RS485接口將電測量發送給主站，符合M0DBUS-RTU協議，能夠完成不同PLC、工業控制計算機通訊的組網，以滿足現代電網或工業自化管理的需求，增強實用性，擴展應用范圍和兼容性。
[0027]作為優化方案，本【具體實施方式】中還設置了數據存儲單元8，讓中央處理單元I與數據存儲單元8連接并建立雙向信息交換通道，使中央處理單元I可以通過數據存儲單元8進行數據存取，以提高兼容性;并通過設置按鍵接口單元9，使用中央處理單元I與按鍵接口單元9連接，以便于通過按鍵接口單元8設置輸入參數，完成要求的鍵顯功能。同時，為提高顯示內容的豐富生和直觀性，增強了實用性，本【具體實施方式】中的LCD顯示單元5采用了大屏背光LCD顯示，在滿足使用需求的情況下，可相應地降低成本。
[0028]需要說明的是，作為【具體實施方式】，本實用新型中的中央處理單元I與三相計量單元2之間的連接采用了SPI全雙工同步通信總線方式；中央處理單元I分別與LCD顯示單元5和數據存儲單元8之間的連接采用了 I2C兩線式串行總線方式。
[0029]在具體應用中，本實用新型種一種安裝式三相數顯表中的中央處理單元I包括單片機U7和對應的設置的接口電路，如圖2所示，單片機U7可采用STM3 2101系列微處理器;相計量單元2包括三相計量芯片Ul和對應設置的接口電路，如圖3所示，三相計量芯片Ul可采用瑞能微RN8302三相專用計量芯片，其非線性誤差小于0.1 %，可增加測量精度。
[0030]如圖4所示，電壓采樣單元3主要由電阻分壓電路和濾波電路組成，并分為A、B、C三相，A相電阻分壓電路包括依次串聯的RA 1、RA2、RA3、RA4、RA5、RA6、RA7和RA 1，B相電阻分壓電路包括依次串聯的1?1、1?2、1^3、1^4、1^5、1^6、1^7和1^10，(:相電阻分壓電路包括依次串聯的10、1^2、1^3、1^4、1^5、1^6、1^7和100，與4相電阻分壓電路對應的濾波電路包括第一A相濾波電路和第二 A相濾波電路，第一 A相濾波電路由并聯的電阻R107和電容C105構成，第二 A相濾波電路由并聯的電阻R124和電容C27構成；與B相電阻分壓電路對應的濾波電路包括第一 B相濾波電路和第二 B相濾波電路，第一 B相濾波電路由并聯的電阻R108和電容C53構成，第二B相濾波電路由并聯的電阻R53和電容C34構成；與(:相電阻分壓電路對應的濾波電路包括第一 C相濾波電路和第二 C相濾波電路，第一 C相濾波電路由并聯的電阻R109和電容C52構成，第二 C相濾波電路由并聯的電阻R54和電容C35構成;且讓A相電阻分壓電路和第一A相濾波電路均與三相計量芯片Ul的引腳12連接，讓第二A相濾波電路與三相計量芯片Ul的引腳13連接；讓B相電阻分壓電路和第一B相濾波電路均與三相計量芯片Ul的引腳14連接，讓第二 B相濾波電路與三相計量芯片Ul的引腳15連接;讓C相電阻分壓電路和第一 C相濾波電路均與三相計量芯片Ul的引腳16連接，讓第二 C相濾波電路與三相計量芯片Ul的引腳17連接。如圖5所示，電流采樣單元3包括A相電流互感器T 1、B相電流互感器T2和C相電流互感器T3，使A相電流互感器Tl、B相電流互感器T2和C相電流互感器T3與三相計量芯片Ul的對應引腳連接。
[OO31 ] 如圖6所示，LCD顯示單元4包括液晶驅動電路和液晶顯示電路，液晶驅動電路采用BU97950FUV，液晶顯示電路采用LCD_HT1622，并使TM1621和DKE1939和對應引腳連接。如圖7所示，RS485接口單元6包括收發器U4、光耦IC2、光耦IC3和光耦IC4，收發器U4采用MAX13085，光耦IC2、光耦IC3和IC4均采用P785B+，光耦IC2的引腳2、光耦IC3的引腳4和光耦IC4的引腳3分別與收發器U4的引腳1、引腳4和引腳2連接，光耦IC2的引腳3與三極管Q8的基極連接，三極管Q8的集電集與單片機U7的弓I腳79連接，光耦IC3的引腳2與單片機U7的弓I腳78連接，光耦IC4的引腳2與單片機U7的引腳23連接。
[0032]如圖8所示，數據存儲單元8的存儲芯片U12采用FM24CL64，并使存儲芯片U14的引腳5、引腳6和引腳7分別與單片機U7的引腳59、引腳58和引腳57連接;如圖9所示，按鍵接口單元9包括四個分別對應PRO、UP、DOWN和PR0_SETR的按鍵接口。
[0033]以上實施例僅是對本實用新型的優選實施方式進行的描述，并非對本實用新型請求保護范圍進行的限定，在不脫離本實用新型設計原理和精神的前提下，本領域工程技術人員依據本實用新型的技術方案做出的各種形式的變形，均應落入本實用新型權利要求書所確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種安裝式三相數顯表，包括殼體和設置在殼體內的中央處理單元(I)、三相計量單元(2)、電壓采樣單元(3)、電流采樣單元(4)、LCD顯示單元(5)、RS485接口單元(6)和輔助電源單元(7);其特征在于:所述三相計量單元(2)、LCD顯示單元(5)和RS485接口單元(6)與中央處理單元(I)連接，所述電壓采樣單元(3)和電流采樣單元(4)分別與三相計量單元(2)連接，輔助電源單元(7)分別與中央處理單元(I)、三相計量單元(2)連接以提供電力支持； 所述電壓采樣單元(3)和電流采控單元(4)分別用于監測電路中的電壓和電流，并將監測到的電壓和電流模擬量傳輸給三相計量單元(2);三相計量單元(2)對電壓和電流模擬量進行處理并將得到的電壓和電流數字量發送給中央處理單元(I)，中央處理單元(I)將電壓和電流數字量發送給LCD顯示單元(5)以顯示電測量，所述電測量為電壓和電流的數字量； 所述RS485接口單元(6)與中央處理單元(I)之間建立有雙向信息交換通道。2.按照權利要求1所述的一種安裝式三相數顯表，其特征在于:還包括數據存儲單元(8)，所述數據存儲單元(8)與中央處理單元(I)連接并建立雙向信息交換通道，中央處理單元(I)通過數據存儲單元(8)進行數據存取。3.按照權利要求2所述的一種安裝式三相數顯表，其特征在于:還包括按鍵接口單元(9 )，所述按鍵接口單元(9)與中央處理單元(I)連接，按鍵接口單元(9)用于設置輸入參數以完成鍵顯功能。4.按照權利要求1-3任一項所述的一種安裝式三相數顯表，其特征在于:所述中央處理單元(I)與三相計量單元(2)之間的連接采用SPI全雙工同步通信總線方式。5.按照權利要求2-3任一項所述的一種安裝式三相數顯表，其特征在于:所述中央處理單元(I)分別與LCD顯示單元(5)和數據存儲單元(8)之間的連接采用I2C兩線式串行總線方式。6.按照權利要求1-3任一項所述的一種安裝式三相數顯表，其特征在于:所述LCD顯示單元(5)采用大屏背光LCD顯示。7.按照權利要求1-3任一項所述的一種安裝式三相數顯表，其特征在于:所述RS485接口單元(6)用于將電測量通過RS485總線發送給主站。
【文檔編號】G01R11/02GK205426986SQ201521045580
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月15日
【發明人】傅強, 李海峰, 秦善偉, 付林楓
【申請人】黑龍江龍電電氣有限公司