專利名稱：供電智能監測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監測儀器，特別是應用于供電計量管理的電腦智能化監測器。
現在電業部門的供電用電管理還沒有普及電腦智能監測管理，主要靠各級配電的總電能表、分電能表、電壓表等儀表及指示燈、過載過流短路保護自動開關來進行人工手動、分散的監測管理，既使個別部門配有記錄儀，也僅僅反映用電數量、電流電壓波形等，當供電計量回路出現故障時，無法自動記錄故障發生時間，相序和電參數以及數據儲存，因而供電管理部門資料不全、管理不夠科學、效率低，也很難查處用戶的違章用電行為和追補丟失電費。
本實用新型之目的旨在提供一種能自動監測供電計量回路中出現的各種故障、自動記錄故障發生時間、相序和電參數值、并可保存半年的供電智能監測儀，所提供的資料齊全，為供電管理、追補丟失電費、查處用戶違章、分析線路故障提供有力的科學依據，使供電管理科學化、現代化。
本實用新型的技術解決方案是這種供電智能監測儀，以微處理器為核心，微處理器的輸入電路分別為A相電流取樣電路、光電隔離電路、分頻電路，并三者依次連接；
B相電流取樣電路、光電隔離電路、分頻電路，并三者依次連接；C相電流取樣電路、光電隔離電路、分頻電路，并三者依次連接；A相電壓取樣電路、光電隔離電路，并兩者依次連接；B相電壓取樣電路、光電隔離電路，并兩者依次連接；C相電壓取樣電路、光電隔離電路，并兩者依次連接；微處理器的輸出電路為程序存儲電路、顯示電路，兩者依次連接；地址鎖存電路、顯示電路，兩者依次連接；數據存儲電路；邏輯控制電路、程序監測電路，程序監測電路輸出端連接邏輯控制電路；邏輯控制電路輸出端則連接顯示電路和實時時鐘電路；微處理器的輸入輸出端還連接有串行口電路；讀寫存儲電路；實時時鐘電路。
本實用新型和現有技術相比，徹底改變了供電監測管理的落后狀況，實現了電腦化、智能化、科學化。這種供電智能監測儀能自動監測供電計量回路出現的各種故障，并自動記錄。如雷電引起的一次回路電壓互感器保險熔斷，致使二次計量電壓回路失壓、二次回路保險熔斷；用戶違章用電、人為的使計量回路失壓；小動物的破壞，致使計量電流回路開路；二次電流回路某一個端點接觸不良，引起電流回路缺相運行；用戶負荷在極不平衡下運行；用戶用不正當手段短路電能表電流回路，或者直接短路電流互感器二次回路等，本監測儀均能記錄下故障發生的時間、相序和電參數，并能將記錄保存半年，所有的記錄資料，可以通過抄表儀抄回資料，輸入管理計算機，功能齊全的管理軟件將抄回的資料進行比較、篩選，分類顯示出用戶故障的各項資料，分用戶、分項目直接打印成文件形式，為供電管理部門追補丟失電費和查處用戶的違章用電行為提供了有力科學依據。
圖1為本實用新型電原理框圖；圖2為微處理器及地址鎖存電路、讀寫存儲電路、程序存儲電路、實時時鐘電路、數據存儲電路電路圖；圖3為A相電流取樣、光電隔離、分頻電路及A相電壓取樣、光電隔離電路電路圖；圖4為B相電流取樣、光電隔離、分頻電路及B相電壓取樣、光電隔離電路電路圖；圖5為C相電流取樣、光電隔離、分頻電路及C相電壓取樣、光電隔離電路圖；圖6為顯示電路電路圖；圖7為邏輯控制電路、程序監測電路、串行口電路電路圖。
以下結合附圖對本實用新型技術方案的具體實施電路作詳細說明參見圖1，A相電流取樣電路(1)串接于被測電流回路中，被監測電流經電流取樣電阻模擬信號經專用電流模數轉換器放大、精密整流、電壓/頻率轉換成數字信號，然后連接至光電隔離電路(2)進行整形，光電隔離電路(2)整形后輸出連接至分頻電路(3)進行分頻，分頻電路(3)的輸出連接至微處理器(4)進行運算處理。B相電流取樣電路(5)、光電隔離電路(6)、分頻電路(7)其電路結構、連接關系，甚至其中的元器件與上述A相電路(1、2、3)相同，其分頻電路(7)輸出端也連接微處理器(4)的一個輸入端，進行運算處理，B相電流取樣電路(5)也是串接于被測電流回路中。C相電流取樣電路(8)同樣串接于被測電流回路中，C相電流取樣電路(8)、光電隔離電路(9)、分頻電路(10)其電路結構、連接關系關系，甚至元器件與上述A相或B相電路(1、2、3或5、6、7)相同，因而A相電路(1、2、3)與B相電路(5、6、7)與C相電路(8、9、10)其電路的插板可以互換，C相的分頻電路(10)輸出端也是連接微處理器(4)的另一個輸入端，對其數字信號進行運算處理。A相電壓取樣電路(20)經光電隔離電路(21)后連接微處理器(4)輸入端，B相電壓取樣電路(22)經光電隔離電路(23)后也連接至微處理器(4)的另一端，C相電壓取樣電路(24)經光電隔離電路(25)后也連接微處理器(4)的另外一輸入端。上述三者電路結構、連接關系、元器件相同。當有外部事件發生，微處理器(4)根據外部事件發生時間參數分析計算，最后通過顯示電路進行顯示，并把各項數據儲存于內部存儲器內，所有數據可經串行口電路輸出至抄表機內。因此，微處理器(4)的輸出端連接數據存儲電路(11)；微處理器(4)輸出端還連接程序存儲電路(12)，而程序存儲電路(12)輸出端連接顯示電路(13)，微處理器(4)輸出端又連接地址鎖存電路(14)，地址鎖存電路(14)的輸出端也是連接顯示電路(13)，微處理器(4)輸出端還連接邏輯控制電路(15)，程序監測電路(16)的輸出端也連接邏輯控制電路(15)，邏輯控制電路(15)的輸出端則連接顯示電路(13)和實時時鐘(17)。微處理器(4)的輸入輸出端連接實時時鐘電路(17)、讀寫存儲電路(18)、串行口電路(19)。
參見圖2～圖7，A相或B相或C相電流取樣電路(1或5或8)串接于被測電流回路中，當被測電流流經R8時，在取樣電阻兩端產生一微弱壓降訊號，輸出經R6、R7輸入連接至模數轉換器(U10或U12或U14)的2、3腿，通過模數轉換器(U10、U12、U14)內部高靈敏度放大電路放大，并由內部的精密整流電路整流成一脈動直流模擬訊號，送至內部的電壓頻率轉換電路U/F，使電壓訊號成線性轉換為相對應的頻率訊號，經模數轉換器(U10、U12、U14)第9腿輸出一連串數字頻率脈沖，進入光電隔離(2或6或9)，通過光耦整形后送入分頻電路(3或7或10)的14腿，分頻訊號AFO從分頻電路(3、7、10)的12腿送至微外理器(4)CPU的43腿(A相)或42腿(B相)或40腿(C相)，A、B、C三相電流取樣電路完全相同，電路板可互換，圖中電位器P1為模數轉換器外部調零補償電路，電位器P2為電壓頻率外部線性補償電阻，電位器P3為積分線性補償電阻，C16為積分電容，C17為放大器高頻退耦電容。
A相或B相或C相的電壓取樣電路(20或22或24)，其被測電壓經變壓器(T1)降壓、整流(D1)后送至光電隔離電路(21或23或25)，A相電壓訊號PA送至微處理器(4)CPU的3腿；B相電壓訊號PB送至微處理器(4)CPU的4腿；C相電壓訊號PC送至微處理器(4)CPU的5腿。當CPU檢測到供電回路中A、B、C三相電流訊號后，即進行分析、比較和計算，當發現某一相電流訊號為零或者二相為零或者三相為零時，立即記下事件發生的時間、日期、相序。被視為一次電流缺相事件，并記入監測儀的數據存貯器保存。當微處理器(4)CPU檢測到A、B、C三相電壓訊號的其中一相、二相或者三相全失壓時，立即記下事件發生的時間、日期、相序和同相的電流值。電壓恢復時記下事件結束的時間、日期、相序。此過程被視為一次電壓失壓事件，并將所記下數據轉入數據存貯器。供電部門可根據存貯器保存的參數了解電能表計量是否準確、正常和用戶是否違章用電。如若參數分析發現電能表計量有誤差和用戶有違章用電現象，即可作為向用戶追補電費和處罰的科學依據。
當本監測儀工作電源停電時，CPU從第6腿檢測到掉電訊號，立即將所有數據轉入內部存貯器，同時記下掉電發生的時間、日期。
實時時鐘芯片(U5)提供監測的日期、時間參數。時鐘系統由電源和可充電電池雙重供電，時鐘芯片(U5)的″片允許″脈沖由邏輯控制電路芯片(U6)的第16腿輸出至時鐘芯片(U5)的第13腿CTM，″地址選通″信號由微處理器CPU的第34腿輸出至時鐘芯片(U5)的第14腿，″數據選通或讀″和″讀寫″信號由CPU的第14腿和33腿輸出至時鐘芯片(U5)的第15腿和17腿。
U4為程序存貯器，作為CPU控制指令存貯器，當20腿有片選訊號CSO，22腿有一讀訊號RD，A0-A14有一地址碼，操作指令即通過D0-D7數據總線輸入CPU。U8為讀寫貯存器，作為CPU數據轉存用。取出數據由22腿控制，存入數據由27腿控制。讀寫存貯器控制訊號由CPU的14腿和33腿輸出，地址碼由地址總線輸入，數據由數據總線輸入、輸出。
邏輯控制電路(15)協調CPU外圍芯片依序工作，以免發生數據沖實和工作混亂。程序監測電路(16)主要作用為當CPU受干擾，程序出現死循環時，程序監測電路(16)產生一復位脈沖，復位脈沖由程序監測器的第3腿輸出至邏輯控制電路(15)芯片第6腿，邏輯控制芯片的第7腿輸出至CPU的第48腿復位，使CPU恢復正常工作，復位脈沖由邏輯控制芯片的第15腿輸出至程序監測的12腿。
圖中S1為顯示主功能鍵，選擇顯示主要參數；S2為顯示子功能鍵，選擇顯示主功能下具體參數；S3為功能退出鍵；S4為時鐘調節按扭，調節實時時鐘。
本監測儀數據工作方式以串行方式輸入、輸出。所存數據經CPU1、2腿串行口輸出至抄表儀，抄表儀將所抄的數據輸入管理計算機進行計算，分析和比較。
顯示電路(13)由數據總線供給訊號，U15、U16為數據緩存器，U21為數碼顯示驅動電路，驅動掃描型熒光數碼管。″允許″信號CS3、CS2由邏輯控制電路芯片的20腿和19腿輸出至U15、U16的第11腿，數據存貯器U20由CPU第7腿輸出片ICS，CPU第13腿輸出時鐘SK。數據輸出以串行方式工作、CPU第9腿向數據存貯器輸出數據脈沖DI，數據存貯器向CPU輸出數據DO，經邏輯控制器1腿輸入，17腿輸出至CPU32腿。CPU的復位脈沖由邏輯控制器第18腿輸出。
權利要求1一種供電智能監測儀，其特征在于以微處理器(4)為核心，微處理器(4)的輸入電路分別為A相電流取樣電路(1)、光電隔離電路(2)、分頻電路(3)，并三者依次連接；B相電流取樣電路(5)、光電隔離電路(6)、分頻電路(7)，并三者依次連接；C相電流取樣電路(8)、光電隔離電路(9)、分頻電路(10)，并三者依次連接；A相電壓取樣電路(20)、光電隔離電路(21)，并兩者依次連接；B相電壓取樣電路(22)、光電隔離電路(23)，并兩者依次連接；C相電壓取樣電路(24)、光電隔離電路(25)，并兩者依次連接；微處理器(4)的輸出電路為程序存儲電路(12)、顯示電路(13)，兩者依次連接；地址鎖存電路(14)、顯示電路(13)，兩者依次連接；數據存儲電路(11)；邏輯控制電路(15)、程序監測電路(16)，程序監測電路(16)輸出端連接邏輯控制電路(15)；邏輯控制電路(15)輸出端則連接顯示電路(13)和實時時鐘電路(17)；微處理器(4)的輸入輸出端還連接有串行口電路(19)；讀寫存儲電路(18)；實時時鐘電路(17)。
2根據權利要求1所述的供電智能監測儀，其特征在于A相電流取樣電路(1)、光電隔離電路(2)、分頻電路(3)與B相電流取樣電路(5)、光電隔離電路(6)、分頻電路(7)及C相電流取樣電路(8)、光電隔離電路(9)、分頻電路(10)三者電路結構、連接關系、元器件相同，電路插板可互換。
3根據權利要求1或2所述的供電智能監儀，其特征在于A相或B相或C相電流取樣電路(1或5或8)其取樣電阻(R6)輸出經電阻(R6、R7)輸入連接至模數轉換器(U10或U12或U14)的2、3腿，模數轉換器(U10、U12、U14)，內部具有高靈敏度放大電路、精密整流電路、電壓頻率轉換電路U/F，模數轉換器(U10、U12、U14)第9腿輸出連接光電隔離電路(2或6或9)。
4根據權利要求1所述的供電智能監測儀，其特征在于A相電壓取樣電路(20)、光電隔離電路(21)與B相電壓取樣電路(22)、光電隔離電路(23)及C相電壓取樣電路(24)、光電隔離路(25)三者電路結構、連接關系、元器件相同，均為被測電經變壓器(T1)降壓、整流(D1)后送至光電隔離電路(21、23、25)，后電壓訊號分別送至微處理器(4)CPU的3腿、4腿、5腿。根據權利要求1所述的供電智能監測儀，其特征在于程序監測電路(16)中，S1為顯示主功能鍵，S2為顯示子功能鍵，S3為功能退出鍵，S4為時鐘調節按扭。
專利摘要一種供電智能監測儀，以微處理器為核心，微處理器的輸入端分別連接A、B、C相電流取樣電路、光電隔離電路、分頻電路、A、B、C相電壓取樣電路、光電隔離電路，微處理器輸出端分別連接程序存儲電路、地址鎖存電路、顯示電路、數據存儲電路、程序監測電路，微處理器的輸入輸出端還分別連接串行口電路、讀寫存儲電路、實時時鐘電路。本實用新型技術先進、性能優良、工作可靠。
文檔編號G01R22/00GK2236662SQ9523797
公開日1996年10月2日 申請日期1995年11月9日 優先權日1995年11月9日
發明者陳立珉 申請人:陳立珉
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
