CN201936523U - 一种电子式仿真多功能电能表及抄表培训装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电子式仿真多功能电能表，其特征在于，包括机壳、设置在机壳内部的电源，与电源连接的中央处理单元、键盘显示单元、存储单元、计时单元，所述中央处理单元带有与PC机通信的串口和与集抄器连接的串口。本实用新型的仿真多功能电能表采用单片计算机技术，并且其内部所有数据均可通过计算机进行修改，配合抄核收费培训软件可以完成各种抄表故障，环境的模拟；具有红外接口，可以实现红外抄表；采用图形液晶，界面可视性好，可以浏览仿真电能表中存储的数据；具有数据存储的功能，上位机下传的数据掉电后不丢失；可以通过单片机上的C2接口在线编程。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种仿真多功能电能表，具体说，涉及一种用于培训考核抄表人员的电子式仿真多功能电能表及抄表培训装置。
背景技术
电子式多功能电能表多用于变电站、电厂、大工业用户等场合，需要电力***的工作人员定期的抄表来计算电费。由于电能表的数量众多，需要的工作人员也很多，在工作之前需要对抄表人员进行培训，以便更好的完成工作任务。使用真实的电能表进行培训显然不太现实，因为真正的电能表造价较高，用户不会因为培训工作人员就要购置许多真的电能表，这样会产生很高的额外费用。目前对工作人员进行培训都是采用书面讲解原理的方式，然后在现场进行演示操作。但是现场培训的方式比较单一，在现场进行操作电能表也不能随意的更改电能表数据，这样进行的培训效果也不会好。因此需要一种可以按照需求更改电能表数据、便于工作人员进行培训时练习使用的电能表。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的问题，提供了一种电子式仿真多功能电能表及一种仿真多功能电能表培训装置，可任意更改电能表的数据，用于进行培训练习时使用。
为了实现本发明的仿真多功能电能表的目的，采用的技术方案概述如下：
一种电子式仿真多功能电能表，其特征在于，包括机壳、设置在机壳内部的电源，与电源连接的中央处理单元、键盘显示单元、存储单元、计时单元，所述中央处理单元带有与PC机通信的串口和与集抄器连接的串口。
还包括一红外抄表接口。
所述键盘显示单元包括数码管、LED和按键，都连接到键盘显示驱动芯片上，所述键盘显示驱动芯片连接中央处理单元。
所述中央处理单元为单片机。
所述红外抄表接口的接收元件为红外线一体化接收头。
所述计时单元采用CMOS实时钟芯片。
所述存储单元采用非易失性铁电I2C存储芯片。
为了实现本实用新型仿真多功能电能表培训装置的目的，采用的技术方案如下：
一种仿真多功能电能表抄表培训装置，其特征在于，包括机壳、设置在机壳内部的电源，与电源连接的中央处理单元、键盘显示单元、存储单元、计时单元，所述中央处理单元利用自带两个串口，一与PC机通信连接，另一串口与集抄器通信连接。
还包括一红外抄表接口通过扩展串口芯片与中央处理单元连接，所述红外抄表接口与红外抄表器通信连接。
所述中央处理单元为单片机。
与现有技术相比，本实用新型的技术效果有：
1、仿真多功能电能表采用单片计算机技术，并且其内部所有数据均可通过计算机进行修改，配合安装在PC机上的抄核收费培训软件可以完成各种抄表故障，环境的模拟。
2、具有红外接口，可以实现红外抄表。
3、采用图形液晶浏览，界面可视性好，可以浏览仿真电能表中存储的数据。
4、具有数据存储的功能，上位机下传的数据掉电后不丢失。
5、可以通过单片机上的C2接口在线编程。
附图说明
图1为本实用新型仿真多功能电能表内部硬件结构示意图；
图2为本实用新型机壳前面板结构示意图；
图3为本实用新型机壳后面板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，本实用新型仿真多功能电能表的硬件结构包括：
1)电源：
电源采用三路电源供电，其中两路共地、一路隔离。共地电源分为+3.3v、5v，隔离电源供给计算机接口电路。
2)单片机MCU
采用C8051F系列单片机，具有两个UART，可以实现双串口功能，可以在线编程。
3)扩展串口
采用兼容SPI总线的UART扩展芯片。该芯片的工作模式以及该串口的波特率、数据帧长等各种通信参数由MCU程序进行设置。
4)红外抄表接口与仿真电能表通信读取仿真电能表数据。
红外抄表接口分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，颜色透明，红外线波长为940nm，发射功率约100mW。接收部分的接收元件为红外线一体化接收头，它是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定可靠。一体化接收头，使红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。
采用38kHz的载波信号，载波信号由MCU产生，载波频率稳定性好，大大提高了红外的传播接收距离。调制解调信号通过扩展的串口芯片与MCU相连，由MCU处理完成。
5)串口。
仿真电能表的单片机带有两个串口，用作RS-485接口。一个用来实现计算机与仿真电能表之间的数据传送，另外一个可用来实现集抄器与仿真电能表之间的数据传送。两个接口均采用光电隔离，保证内电路、PC机及集抄器的安全。
6)实时钟和存储器芯片。
仿真电能表采用CMOS实时钟芯片，计时准确。采用非易失性铁电I2C存储芯片，存取数据速度快，电路简单，掉电不丢失数据。
7)键盘显示单元。
仿真电能表的显示采用图形式液晶模块，中文显示，界面可视性好，并采用3个LED，分别提示有功、无功及报警。键盘采用2个按键，用来在液晶界面上查看浏览存储器中的所有电能表数据。采用6个数码管，用来显示表的485地址。数码管、LED和按键由7290I2C总线键盘显示芯片驱动。该芯片可驱动8位共阴数码管或64只独立LED和64个按键，无需外接元件即直接驱LED，可扩展驱动电流和驱动电压。按键时可提供中断信号。
如图2所示，本实用新型的仿真电能表机壳外表结构包括：
仿真电能表机壳前面板的右上部有两个按钮，是用来翻转液晶界面的，以便用户查看浏览仿真电能表中存储的数据。中下部有一个开启门，门中有一个按钮和一个DC3-10P的插座和一组数码管，数码管下方是三个LED灯分别用于显示有功、无功及报警。按钮是仿真电能表的复位键，当仿真电能表有死机现象后可用来复位。DC3-10P的插座是仿真电能表内单片计算机在线编程的C2接口，可在线修改程序。一组数码管开机时显示硬件地址。当PC机下传数据时，显示仿真电能表的485地址。另外接线端子的11、12脚是仿真电能表的另一组RS-485端口，是计算机或集抄器从仿真电能表读取数据的端口。仿真电能表的右上角是圆形透明红外抄表窗口，进行红外抄表的距离可达到一米以上。是用集抄器或红外抄表器按照DL-645协议去读取多功能电能表的数据；如图3所示，仿真电能表机壳后面板开孔，由印刷板上引出一根4p对接插头，上面具有220V供电电源、与PC机相连的RS-485接口。
以上详细说明了仿真电能表的结构，当需要对工作人员进行培训时，配合培训软件将仿真电能表通过两个RS-485接口连接PC机和集抄器，构成一个抄表培训装置。在使用的过程中，工作人员通过RS-485接口接收上位机发来的电能表数据，并将其存储在仿真电能表非易失性铁电存储器中。数据内容及格式按照DL-645标准。输入数据之后可以在液晶界面上循回显示电能、最大需量、最大需量发生时间以及变量的部分项目。包括数据项目名称、项目编号、数值、单位、时段状态等。
通过点击前面板的两个按键可在液晶界面上查看浏览存储器中的所有电能表数据。按粗调键可快速将液晶界面翻至需要查看的数据块，按细调键可查看其中的每个数据项。由集抄器或PC机可通过RS-485接口读取仿真电能表数据。通信协议按照DL 645标准。可按数据项读取或按数据块读取。如果进行红外抄表，使用一个红外抄表器，通过红外接口读取仿真电能表数据，通信协议按照DL-645标准。
在液晶界面上提示电表运行状态及电网运行状态。电表运行状态包括电能有功/无功、正向/反向及时段。电网运行状态包括三相过压、失压、断流和断电。同时可提示电池欠压。前面板的三个发光管提示有功、无功及报警。过压、失压、断流和断电，以及电池欠压时报警发光管闪烁。
Claims (10)
1.一种电子式仿真多功能电能表，其特征在于，包括机壳、设置在机壳内部的电源，与电源连接的中央处理单元、键盘显示单元、存储单元、计时单元，所述中央处理单元带有与PC机通信的串口和与集抄器连接的串口。
2.如权利要求1所述的电子式仿真多功能电能表，其特征在于，还包括一红外抄表接口。
3.如权利要求1所述的电子式仿真多功能电能表，其特征在于，所述键盘显示单元包括数码管、LED和按键，都连接到键盘显示驱动芯片上，所述键盘显示驱动芯片连接中央处理单元。
4.如权利要求1或3所述的电子式仿真多功能电能表，其特征在于，所述中央处理单元为单片机。
5.如权利要求2所述的电子式仿真多功能电能表，其特征在于，所述红外抄表接口的接收元件为红外线一体化接收头。
6.如权利要求1所述的电子式仿真多功能电能表，其特征在于，所述计时单元采用CMOS实时钟芯片。
7.如权利要求1所述的电子式仿真多功能电能表，其特征在于，所述存储单元采用非易失性铁电I2C存储芯片。
8.一种电子式仿真多功能电能表抄表培训装置，其特征在于，包括机壳、设置在机壳内部的电源，与电源连接的中央处理单元、键盘显示单元、存储单元、计时单元，所述中央处理单元利用自带两个串口，一与PC机通信连接，另一串口与集抄器通信连接。
9.如权利要求8所述的抄表培训装置，其特征在于，还包括一红外抄表接口通过扩展串口芯片与中央处理单元连接，所述红外抄表接口与一红外抄表器通信连接。
10.如权利要求8或9所述的抄表培训装置，其特征在于，所述中央处理单元为单片机。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104077935A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-01 | 国家电网公司 | 便携式智能电能表仿真***及其操作方法 |
| CN105894920A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-24 | 国网浙江省电力公司培训中心 | 一种使用仿真智能电能表的故障模拟方法 |
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