介绍了电子式多功能电度表的设计方法、硬件设计的关键技术和软件设计过程。以NEC的微处理器为例,实现了一种四费率、六负荷曲线、两套费率结构的三相四线制电子多功能电能表。
 
电子式多功能电度表主要针对国内市场上的工业用户三相电。随着电力工业改革的不断深化,对工业用三相电多功能电度表的需求量大幅度增加。目前,我国多功能表种类少、价格高、功能不全。它们往往只针对特定领域的具体要求而开发,缺乏通用性,有些产品不能完全满足国家标准的要求。本文介绍的电子式多功能电度表是为满足市场需求而设计的。
 
这是一款智能化的高科技电能计量产品。该仪表可测量正、反向有功功率、正、反向无功功率、四象限无功功率,具有多速率控制、负荷曲线记录、相电压损失、过电压、频率超限记录、数据液晶显示等功能。ER站可通过RS-485总线或手持红外抄表机进行抄表、设置和读取。
 
软件代码全部采用C/C++语言编写,编码效率高,可维护性好,易于实现模块化设计,易于根据用户需求定制功能模块。此外,优化后的代码生成的目标代码的大小和执行效率与汇编代码几乎相同。本产品技术规格完全符合GB/T 17215-1998《1、2级静止交流有功电度表》、DL/T 614-1997《多功能电度表》和DL/T 645-1997《多功能电度表通信协议》的要求。
 
多功能电能表的总体结构及硬件设计
 
多功能工作台总体结构
 
电子多功能电能表硬件的核心单片机主控制器,负责电能表关键输入扫描、工作状态检测、测量数据的读取、计算和存储、电能表参数的现场配置以及与用户的通讯控制。齐德世界。其主要功能单元包括单片机主控单元、功率计量模块、红外与RS-485通信模块、校准模块、电可擦可编程只读存储器阵列等,其它辅助模块包括时钟日历电路、异常报警电路、按键输入电路、复位与看门狗电路等。切换电源模块和备用电源。池电路,大屏幕液晶显示模块和LED显示模块。多功能表的总体结构框图如图1所示。
 
高性能主控制器单元
 
主控制器采用NEC公司8位单片机高级产品PD78F0338。单片机封装在120英尺的QFP中。它集成了60kb闪存、异步通信串行端口、40*4 LCD驱动器、10MHz总线时钟和10位ADC。它可以通过一个简单的界面在系统中进行编程,大大方便了在线调试和软件升级。它还支持高级语言,满足多功能表的功能需求,多功能表任务多,数据量大,算法复杂。
 
串行口多路通信单元
 
通信电路模块主要包括TSOP1838红外接收机、红外发射二极管、载波电路、MAX487专用485收发电路、驱动/开关二极管等部件。
 
为了方便用户抄表,本电能表具有红外就地抄表和RS-485集中抄表两种串行抄表方式。由于MUPD78F0338只有一个串行口,因此在通信电路设计中采用了串行复用技术。互补开关由9012、9014和几个电阻组成。单片机的I/O口控制红外和RS-485通信方式的切换。
 

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