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CN104316114A - 集约式触摸屏智能电力仪表 - Google Patents

集约式触摸屏智能电力仪表 Download PDF

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CN104316114A
CN104316114A CN201410671790.6A CN201410671790A CN104316114A CN 104316114 A CN104316114 A CN 104316114A CN 201410671790 A CN201410671790 A CN 201410671790A CN 104316114 A CN104316114 A CN 104316114A
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CN
China
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touch screen
circuit
mcu processor
module
processing control
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Pending
Application number
CN201410671790.6A
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English (en)
Inventor
杜晓兵
张少宝
王延海
王建永
张鹤赢
王玉真
贾辉
丁冬睿
唐超
于明珠
宋均剑
刘党
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANDONG LUNENG LIYUAN ELECTRIC EQUIPMENT CO Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Zaozhuang Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Original Assignee
SHANDONG LUNENG LIYUAN ELECTRIC EQUIPMENT CO Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Zaozhuang Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Publication date
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Abstract

一种集约式触摸屏智能电力仪表，涉及一种电力仪表。为提供一种集约式触摸屏智能电力仪表，使得集约式触摸屏智能电力仪表除具备现有仪表测量、显示及通讯功能外，还具有触摸屏集中显示、无线通讯、远程监控等功能。本发明采用的技术方案为：包括机壳，机壳内部或外部安装有多个参数采集模块，参数采集模块通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块，处理控制模块通过导线连接到触摸屏显示模块和通讯模块。本发明仪表在具备RS485通讯功能的同时，增加了GSM通讯功能，仪表增加了温度及开关状态的检测显示，增加了用户对输配电设备的监控能力，减少操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。

Description

集约式触摸屏智能电力仪表
技术领域
本发明属于仪器仪表技术领域，涉及一种电力仪表，尤其涉及一种集约式触摸屏智能电力仪表。 
背景技术
目前，在电力系统中为测量、显示输配电设备运行参数，均在输配电设备上安装电力仪表。所使用的电力仪表多为单体式指针仪表或数显仪表，单只仪表只能显示一个回线的一个运行参数或多个运行参数，馈线回路较多时需安装多只仪表，安装、调试工作量大，工程建设成本较高；现有仪表的参数设置或界面切换均需通过操作按键来实现，操作不够直观。且现有仪表没有监测、通讯功能或仅有利用通讯线通讯功能，功能单一、智能化水平低。 
发明内容
为提供一种集约式触摸屏智能电力仪表，使得集约式触摸屏智能电力仪表除具备现有仪表测量、显示及通讯功能外，还具有触摸屏集中显示、无线通讯、远程监控等功能；一只仪表可以分别显示一个回路或多个回路运行参数；减少在输配电设备安装施工时因重复安装仪表带来的资源损耗、工程投资及施工工作量，且增加远程无线监控功能，减少操作维护人员工作量，提高智能化水平。 
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种集约式触摸屏智能电力仪表，包括机壳，机壳内部或外部安装有多个参数采集模块，参数采集模块通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块，处理控制模块通过导线连接到触摸屏显示模块和通讯模块； 
所述的参数采集模块是由温度传感器、光电隔离电路、分压电路、电流传感器、电能计量芯片、MCU处理器A以及RS485驱动电路A组成的集成电路板，所述的集成电路板的温度传感器、光电隔离电路直接连接到MCU处理器A，分压电路、电流传感器通过电能计量芯片连接到MCU处理器A，MCU处理器A再直接或通过RS485驱动电路A连接到处理控制模块的MCU处理器B；
所述的处理控制模块由电源、MCU处理器B及时钟电路组成，电源及时钟电路连接到MCU处理器B上。
所述的通讯模块包括RS485驱动电路B、RS232驱动电路和GSM通讯模块，RS485驱动电路B、RS232驱动电路和GSM通讯模块均与处理控制模块的MCU处理器B连接。 
本发明通过参数采集模块采集输配电设备电压、电流、开关状态、温度等参数，经处理控制模块处理后输送到触摸屏显示模块进行集中分别显示。参数采集模块可根据需要做成独立的模块分别采集不同回路参数，避免了每个回路安装独立显示仪表带来的各种不便，减少了资源损耗、工程投资及施工工作量。触摸屏显示模块显示界面采用实际运行设备的模拟线显示形式，并可分页显示，手动触摸操作，操作简单、直观明了。仪表在具备RS485通讯功能的同时，增加了GSM通讯功能，当设备运行参数超过设定的阀值时，集约式触摸屏智能电力仪表通过GSM网络给用户发送报警信息，用户也可通过GSM网络向集约式触摸屏智能电力仪表发送指令，仪表再将命令传送给断路器或其它相应的执行设备。同时仪表增加了温度及开关状态的检测显示，增加了用户对输配电设备的监控能力。减少操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。 
附图说明
图1为集约式触摸屏智能电力仪表原理框图。 
图2为电流传感器电路原理图。 
图3为光电隔离电路原理图。 
图4为电压调理电路原理图。 
图5为MCU系统电路原理图。 
图6为电源原理图。 
图7为时钟电路原理图。 
图8为RS485驱动电路原理图。 
图9为RS232驱动电路原理图。 
图10为GSM通讯模块原理图。 
图11为电能计量芯片原理图。 
附图中：1.机壳；2. 触摸屏显示模块；3. 时钟电路；4. 处理控制模块；5. 参数采集模块；6. 光电隔离电路；7.温度传感器；8.分压电路；9.电流传感器；10.电能计量芯片；11. MCU处理器A；12.RS485驱动电路A；13.MCU处理器B；14.电源；15.通讯模块；16. GSM通讯模块；17.RS232驱动电路；18. RS485驱动电路B。 
具体实施方式
实施例
处理控制模块4的电源为仪表各模块提供24V或5V直流电源。参数采集模块5的分压电路8及电流传感器9分别将输配电设备不同回路一次电压、电流互感器9的二次电流信号转变为合适的信号后，输入到电能计量芯片10进行A/D转换，转换后的参数按照SPI时序输出至SPI数据总线供MCU处理器A读取。同时，光电隔离电路6检测的开关状态及温度传感器7采集的检测点温度信息实时传送至MCU处理器A；MCU处理器A将收集处理的信号再通过RS485总线上传至处理控制模块4的MCU处理器B。MCU处理器B将信号处理后输送到触摸屏显示模块2，触摸屏显示模块2根据需要分别显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、开关状态等相关参数。 
MCU处理器B可根据需要将电流、电压及温度等参数通过GSM通讯模块16发送到用户手机或终端设备上。MCU处理器B也可通过RS485驱动电路B将相关参数传送到后台设备上。时钟电路3为仪表提供实时日期信息，RS232驱动电路为MCU处理器B输入程序或输出数据。 
本发明可用于MNS等低压抽屉柜的馈线柜，一块仪表显示整台馈线柜各回路的运行参数。MNS抽屉柜馈线回路可为9路，集约式触摸屏智能电力仪表的参数采集模块5做成独立分体式，分别安装在馈线柜各回路中，用于检测相应的运行参数。处理控制模块4、触摸屏显示模块2、通讯模块15集中在一个机壳内作为仪表的本体。9个馈线回路的参数采集模块5通过RS485通讯线连接到仪表本体，仪表本体自动分配各参数采集模块5的通讯地址，每个参数采集模块5分别对应着仪表本体界面上的各个馈线回路模拟线，当单页无法显示所有回路模拟线时可分页显示。模拟线上断路器符号根据断路器实际状态分别显示分合状态，操作人员触摸各回路模拟线的相应位置，仪表自动切换到该回路相应参数的显示界面，操作人员也可设置各回路一次电流互感器变比，操作方便、智能直观。同时，当检测的母线搭接处温度过高或该回路电压、电流等参数出现异常，仪表自动通过GSM网络给用户发送报警信息，用户也可通过GSM网络向集约式触摸屏智能电力仪表发送指令，仪表再将命令传送给各回路断路器或其它相应的执行设备，快速断开该回路断路器或切除该回路负荷，避免因过载过流等情况出现的设备烧损或停电事故发生。 
安装集约式触摸屏智能电力仪表的MNS抽屉柜馈线柜，仪表数量由原来的9只减少为1只，不仅减少了建设投资、资源损耗及施工工作量，还增加了用户对输配电设备的监控能力、减少了操作维护人员工作量，提高了输配电设备的智能化水平。 

Claims (1)

1.一种集约式触摸屏智能电力仪表，其特征在于：包括机壳（1），机壳（1）内部或外部安装有多个参数采集模块（5），参数采集模块（5）通过导线或RS485通讯线连接到处理控制模块（4），处理控制模块（4）通过导线连接到触摸屏显示模块（2）和通讯模块（15）；
所述的参数采集模块（5）是由温度传感器（7）、光电隔离电路（6）、分压电路（8）、电流传感器（9）、电能计量芯片（10）、MCU处理器A（11）以及RS485驱动电路A（12）组成的集成电路板，所述的集成电路板的温度传感器（7）、光电隔离电路（6）直接连接到MCU处理器A（11），分压电路（8）、电流传感器（9）通过电能计量芯片（10）连接到MCU处理器A（11），MCU处理器A（11）再直接或通过RS485驱动电路A（12）连接到处理控制模块（4）的MCU处理器B（13）；
所述的处理控制模块（4）由电源（14）、MCU处理器B（13）及时钟电路（3）组成，电源（14）及时钟电路（3）连接到MCU处理器B（13）上；
所述的通讯模块包括RS485驱动电路B（18）、RS232驱动电路（17）和GSM通讯模块（16），RS485驱动电路B（18）、RS232驱动电路（17）和GSM通讯模块(16)均与处理控制模块（4）的MCU处理器B（13）连接。
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