专利名称：多功能网络电力仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计量仪表，特别涉及一种多功能网络电力仪表。
背景技术：
随着电力工业的发展，电力系统的监控所用的仪表如各种指针及电子模拟式表计已越来越不能满足电力自动化、信息化的需要，缺点是体积大、功耗高、测量精确度低、易受环境干扰、多只适用于现场管理、信号不能远传等。现在电力仪表已向小型化、智能化、多功能化发展，逐步实现高精度、高性能、高稳定、高可靠、高适应性、多功能、低消耗的监控系统，特别是多参数在线实时测控与自动测控，完成信号的采集、处理、控制信号的输出、放大、与其它设备组成网络化系统等功能。其优点是多功能、高精度、高集成度、高智能、高可靠性、高性价比，但是同时也有下面的缺点结构复杂，器件可靠性要高，开发难度大，管理者技术水平要求高，成本高。目前，研发使用芯片数量少，产品价格低，可用在功能要求较低的测量系统中，而测量精确度高、体积小、结构简单、功耗低、成本低、具有较强市场适应性的多功能网络电力仪表，是一个崭新课题。

实用新型内容本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种测量精确度高、体积小、结构简单、 功耗低、成本低、具有较强市场适应性的多功能网络电力仪表。为达到上述目的，本实用新型提供的多功能网络电力仪表，包括电源模块，还包括信号采样及计量模块、信号处理模块、LED显示模块和通讯及开关量输入/输出模块，其中，所述信号采样及计量模块、信号处理模块和LED显示模块依次相连，所述信号处理模块还与所述通讯及开关量输入/输出模块相连，所述信号采样及计量模块采集交流电压信号和电流信号，并以编码的形式输送到所述信号处理模块；所述信号处理模块采用型号为 ATMEGA32的单片机芯片构成，所述信号处理模块接收所述信号采样及计量模块的输出信号和通讯及开关量输入/输出模块的开关输入信号，并将处理过的信息分别传送到所述LED 显示模块和通讯及开关量输入/输出模块。本实用新型多功能网络电力仪表，其中所述信号采样及计量模块由型号为 ATT7022B的处理芯片构成。本实用新型多功能网络电力仪表，其中所述通讯及开关量输入/输出模块由型号为MAX1487的处理芯片构成。本实用新型多功能网络电力仪表，其中所述电源模块包括隔离、变压、整流电路， 向整个仪表提供稳定的5V直流电源。本实用新型多功能网络电力仪表，其中所述通讯模块及开关量输入输出模块具有 RS-485/Modbus通讯接口和2_4路开关量输入/输出端子，所述通讯及开关量输入/输出模块的模拟量输出包括三相电压、三相电流、有功功率/无功功率、频率、有功功率电度/无功功率电度、功率因数的DC4 20mA、DCO 20mA或DCO 5V输出。本实用新型多功能网络电力仪表的优点和积极效果在于由于设置了采用型号为ATMEGA32的单片机芯片构成信号处理模块，信号采样及计量模块的交流采样使用的是 ATT7022B芯片，整体仪表使用的芯片数量少，产品价格较低，可用在功能要求较低的测量系统中，同时保证了测量精确度高、体积小、结构简单、功耗低、成本低、具有较强市场适应性。下面将结合实施例参照附图进行详细说明。

图1是本实用新型多功能网络电力仪表的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型多功能网络电力仪表，包括电源模块1、信号采样及计量模块2、信号处理模块3、LED显示模块4和通讯及开关量输入/输出模块5。其中，信号采样及计量模块2由型号为ATT7022B的处理芯片构成。采样信号有两种电压信号和电流信号，电压信号为100-400V工频电压，经表中多个分压电阻分压，在取样电阻上产生约0. 3V电压输入到计量芯片ATT7022中，电流信号为5A电流，输入电流互感器转换成IOmA电流，在取样电阻上产生约0. IV电压输入到计量芯片ATT7022中，ATT7022 经计算，得到各种电参数，最后以编码的形式送交信号处理模块3处理。由于采用ATT7022B 芯片，使网络表的性能有了大幅度的提高，信号处理模块3采用型号为ATMEGA32的单片机芯片构成，信号处理模块3接收信号采样及计量模块2的输出信号和通讯及开关量输入/输出模块5的开关输入信号，并将处理过的信息分别传送到LED显示模块4和通讯及开关量输入/输出模块5。本实用新型多功能网络电力仪表相对国内相似产品最大区别是，信号处理模块3 的交流采样使用的是ATT7022B芯片，而其他厂家多使用ADE7758、CS5460等作为交流采样芯片，使用ATT7022B芯片功能较少，但是价格低，在功能要求较低的测量系统中具有较强市场竞争力。信号处理模块3和LED显示模块4相连，LED显示模块4将单片机传来的信号进行显示编码，通过LED显示出相应的数据或字符。信号处理模块3还与通讯及开关量输入/输出模块5相连，通讯及开关量输入/ 输出模块由型号为MAX1487的处理芯片构成。通讯及开关量输入/输出模块5将单片机传来的带通讯协议的信号进行电平转换或经过光耦隔离，送往表外通讯线路中去，或将表外通讯信号经过光耦隔离送到单片机进行处理。通讯模块及开关量输入输出模块5具有RS-485/Modbus通讯接口和2_4路开关量输入/输出端子，通讯及开关量输入/输出模块5的模拟量输出包括三相电压、三相电流、 有功功率/无功功率、频率、有功功率电度/无功功率电度、功率因数的DC4 20mA、DC0 20mA或DCO 5V输出。电源模块1通过隔离、变压、整流，向网络仪表提供稳定的5V直流电源，维持整个仪表的正常工作。本实用新型多功能网络电力仪表，集数据采集和控制功能于一身，采用交流采样技术，可直接测量三相电网中的各种电量，既可用于本地显示，又能与工控设备连接，组成测控系统，提供通讯接口与计算机监控系统连接，支持RS485接口 MODBUS通讯协议或多种协议。可将电量信号转换成标准的模拟量输出，或带一路继电器报警输出；或带四路(两路)开关量输入/两路开关量输出。根据不同要求，通过仪表面板按键，对变比、报警、通讯等参数进行设置和控制。它具有电力参数测量及电能计量为一体，操作方式人性化，操作者能在短时间内掌握，阅读数据和参数设置等操作将变得简单易行。广泛用于中、低压变配电自动化系统，工业自动化系统、智能型开关柜、楼宇自动化系统、负控系统、能源管理系统、 工厂电量考核管理等。本实用新型多功能网络电力仪表的技术指标是测量准确度电压、电流、频率、有功部分0. 5级，无功部分及功率因数1. 0级；测量回路功耗电压、电流输入回路功耗均小于0. 5VA ；电源电压范围AC/DC85 265V ；工频耐压电源端子组与信号输入、输出端子组之间2kV/lmin (RMS)。另外，本实用新型多功能网络电力仪表选择了 96型仪表外壳，它的尺寸小，带4只固定销，便于安装，表盘面较大，适合多功能显示，后面板能安排足够多的端子，满足各种信号的输入输出。其次，设计表前面板，要求美观、简洁、显示内容易看懂，易操作。后面板端子功能排列合理，强弱电分开，输入、输出分开，保证弱电信号安全；端子带方向，阻止端子插错方向。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
权利要求1.一种多功能网络电力仪表，包括电源模块(1)，其特征在于还包括信号采样及计量模块O)、信号处理模块(3)、LED显示模块(4)和通讯及开关量输入/输出模块(5)，其中， 所述信号采样及计量模块O)、信号处理模块(3)和LED显示模块(4)依次相连，所述信号处理模块03)还与所述通讯及开关量输入/输出模块( 相连，所述信号采样及计量模块 (2)采集交流电压信号和电流信号，并以编码的形式输送到所述信号处理模块(3)；所述信号处理模块(3)采用型号为ATMEGA32的单片机芯片构成，所述信号处理模块(3)接收所述信号采样及计量模块O)的输出信号和通讯及开关量输入/输出模块(5)的开关输入信号，并将处理过的信息分别传送到所述LED显示模块(4)和通讯及开关量输入/输出模块 ⑶。
2.根据权利要求1所述的多功能网络电力仪表，其特征在于其中所述信号采样及计量模块O)由型号为ATT7022B的处理芯片构成。
3.根据权利要求1或2所述的多功能网络电力仪表，其特征在于其中所述通讯及开关量输入/输出模块(5)由型号为MAX1487的处理芯片构成。
4.根据权利要求3所述的多功能网络电力仪表，其特征在于其中所述电源模块(1) 包括隔离、变压、整流电路，向整个仪表提供稳定的5V直流电源。
5.根据权利要求4所述的多功能网络电力仪表，其特征在于其中所述，所述通讯模块及开关量输入输出模块( 具有RS-485/Modbus通讯接口和2_4路开关量输入/输出端子，所述通讯及开关量输入/输出模块(5)的模拟量输出包括三相电压、三相电流、有功功率/无功功率、频率、有功功率电度/无功功率电度、功率因数的DC4 20mA、DCO 20mA 或DCO 5V输出。
专利摘要本实用新型提供的多功能网络电力仪表，包括电源模块、信号采样及计量模块、信号处理模块、LED显示模块和通讯及开关量输入/输出模块。其中信号采样及计量模块、信号处理模块和LED显示模块依次相连，信号处理模块还与通讯及开关量输入/输出模块相连。信号处理模块采用型号为ATMEGA32的单片机芯片构成，信号处理模块接收信号采样及计量模块的输出信号和通讯及开关量输入/输出模块的开关输入信号，并将处理过的信息分别传送到LED显示模块和通讯及开关量输入/输出模块。其优点和积极效果在于整机使用的芯片数量少，产品价格较低，可用在功能要求较低的测量系统中，同时保证了测量精确度高、体积小、结构简单、功耗低、成本低、具有较强市场适应性。
文档编号G01R15/12GK201955377SQ20112000758
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者曲延鹏 申请人:烟台伊科电气技术有限公司