一種單相電能表仿真系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種單相電能表仿真系統，包括仿真電表、掌上機、上位機，仿真電表包括殼體，殼體內設有微處理器，微處理器分別連接電源模塊、存儲模塊、時鐘復位保護模塊、紅外通信模塊和數據讀寫模塊，微處理器的第一輸出端連接跳合閘控制模塊；仿真電表通過內部設有的紅外通信模塊連接紅外掌上機，仿真電表通過內部設有的數據讀寫模塊連接上位機。本裝置能夠直觀、有效的達到示范操作的目的，為電力行業人員的學習、培訓、試驗提供良好的設備，降低誤操作帶來的經濟損失。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種單相電能表仿真系統
本技術涉及一種仿真系統，尤其涉及一種單相電能表仿真系統。
技術介紹
隨著電力市場化進程的不斷深入，電力行業正面臨著前所未有的機遇和挑戰。為了保證電力系統的高可靠性，電力企業需要對系統的各個環節進行嚴格檢測。目前，電力公司針對電能表鑒定人員進行培訓及考核時，都使用真實的電能表和檢定設備，并且沿用傳統的紙質卷子進行理論考試。在考核的過程中，實踐操作需要將電能表和檢定系統直接接入電網，由于檢定人員的誤操作或者不規范操作會引起設備的損壞，造成資源浪費和培訓成本的提高；同時，傳統的理論考試方式也存在考核方式單調、周期長、題目陳舊以及評分效率地等諸多問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種單相電能表仿真系統，為電力行業人員的學習、培訓、試驗提供良好的仿真系統，能夠安全、高效、便捷地進行單相電能表的仿真操作，降低設備損壞率，減少資源浪費。本技術采用的技術方案為:—種單相電能表仿真系統，包括仿真電表、掌上機、上位機，所述的仿真電表包括殼體，殼體內設有 微處理器，微處理器分別連接電源模塊、存儲模塊、時鐘復位保護模塊、紅外通信模塊和數據讀寫模塊，微處理器的第一輸出端連接跳合閘控制模塊；仿真電表通過內部設有的紅外通信模塊連接紅外掌上機，仿真電表通過內部設有的數據讀寫模塊連接上位機。所述的微處理器的第二輸出端連接顯示模塊，顯示模塊采用液晶顯示屏。所述的電源模塊包括變壓、穩壓電路，變壓、穩壓電路的輸入端用于連接市電電壓，變壓、穩壓電路的第一輸出端連接微處理器，變壓、穩壓電路的第二輸出端連接數據讀與豐旲塊。所述的紅外通信模塊包括紅外接收單元和紅外發射單元，紅外接收單元采用紅外一體化接收頭，紅外發射單元采用透明的紅外發光二極管。所述的數據讀寫模塊采用RS485通信接口。所述的跳合閘控制模塊包括達靈頓放大電路，達靈頓放大電路的輸入端連接微處理器的第一輸出端，達靈頓放大電路的輸出端連接磁保持繼電器的控制極。本技術通過仿真電表內部設置的紅外通信模塊連接紅外掌上機或者通過數據讀寫模塊連接上位機，由紅外掌上機或者上位機發送命令信號，傳輸給微處理器，經過微處理器的處理，由存儲模塊記錄儲存，由時鐘復位保護模塊保護微處理器的正常運行，最后發送給顯示模塊顯示和跳合閘控制模塊控制磁保持繼電器的跳合閘動作，能夠直觀、有效的達到示范操作的目的，為電力行業人員的學習、培訓、試驗提供良好的設備，降低誤操作帶來的經濟損失。【附圖說明】圖1為本技術的電路原理框圖；圖2為本技術的仿真功能原理框圖；圖3為本技術的仿真電表結構示意圖。【具體實施方式】如圖1、2所示，本技術包括仿真電表、紅外掌上機、上位機，仿真電表包括殼體，殼體內設有微處理器，微處理器分別連接電源模塊、存儲模塊、時鐘復位保護模塊、紅外通信模塊和數據讀寫模塊；電源模塊包括變壓、穩壓電路，變壓、穩壓電路的輸入端用于連接市電電壓，變壓、穩壓電路的第一輸出端連接微處理器，變壓、穩壓電路的第二輸出端連接數據讀寫模塊；紅外通信模塊包括紅外接收單元和紅外發射單元，紅外接收單元采用紅外一體化接收頭，紅外發射單元采用透明的紅外發光二極管，紅外通信模塊通過紅外無線連接掌上機；數據讀寫模塊采用RS485通信接口，通過數據線連接到上位機；微處理器的第一輸出端連接跳合閘控制模塊，第二輸出端連接顯示模塊，顯示模塊采用液晶顯示屏；跳合閘控制模塊包括達靈頓放大電路，達靈頓放大電路的輸入端連接微處理器的第一輸出端，達靈頓放大電路的輸出端連接磁保持繼電器的控制極，磁保持繼電器的控制極連接磁保持繼電器。仿真電表結構，如圖3所示，仿真電表殼體I前面板右下角有屏幕按鍵4，可以作用于液晶顯示屏2顯示界面翻屏，瀏覽所有顯示內容，也在仿真電表死機時用做復位鍵；液晶顯示屏下側有三部分指示燈，紅色脈沖燈5，綠色電源燈6和紅外接收、發射口 7 ;仿真表尾部有4個接入孔，可供電壓零線火線接入和輸出，電壓接入孔上面有6個輔助端子(可根據需要擴展為8個)，其中第一端子8和第二端子9為脈沖端子，第三端子10、第四端子11為RS485通信端口的A、B 口，第五端子12、第六端子13為多功能口，可擴展為另一路RS485通信接口 ；液晶顯示窗右側有長方形卡槽3，可根據需要實現IC卡讀卡需求；RS485通信端口為上位機或集抄設備從仿真電表上讀取數據的端口，另外上行設置(也是通過此端口對仿真電表仿真數據進行設置)。如圖2所示，本技術不僅可以實現仿真電表的顯示功能，還可以實現對仿真表各項功能的人工控制。人工可控功能為控制RS485通信接口通斷(即RS485串行口)、控制跳合閘控制模塊(跳閘端子)、控制電流回路開路、控制電壓回路斷路、控制脈沖輸出、能改變其電壓功耗、能改變其電流功耗、液晶顯示屏的花屏(終端)、字段全亮、計量功能控制等。本技術的微處理器采用R8C/L38A系列的MCU ;電源采用220V交流供電，可人工設置時段、電量，以實現模擬電能表的計量功能，省卻了在真實電力系統中使用真實電能表進行試驗培訓等活動中誤操作或其他不適當行為造成的損失。電源采用兩路電源供電，將市電220V電壓經變壓、穩壓電路變為+5V電壓，且兩路電源隔離，一路供給微處理器及系統電路，另一路供給與上位機連接的RS485通信接口 ；存儲模塊采用具有高速處理功能、低功耗、高代碼效率的瑞薩R8C/138A單片機，可對紅外通信模塊、RS485通信接口、繼電器開合閘等各功能數據、狀態量進行存儲；時鐘復位保護模塊(即看門狗)采用CD4060芯片，自帶的振蕩器可在4S內產生完整周期方波信號，CD4060芯片接收微處理器發出的周期信號，若信號不正常則產生復位信號給微處理器，防止微處理器進入死機狀態；顯示模塊采用液晶顯示屏，可以顯示當前時間、電壓、電流、電量、不同時段、各等級電價及全顯等內容，以表現不同狀況下仿真電表顯示內容。磁保持繼電器采用9V-80A的型號；紅外通信模塊為紅外接收單元和紅外發射單元組成，紅外發射單元為顏色透明的紅外發光二極管，紅外接收單元為紅外一體化接收頭電路，通過紅外線傳輸數據，實現紅外通信模塊與掌上機的通信，通信方式為非接觸式的控制，讀取該仿真表上內容。另外，也可通過RS485通信接口與上位機進行通訊，實現人工的讀寫控制，紅外發射單元采用38KHz調頻載波，該信號由微處理器產生，使信號在傳輸時避免較大干擾，提高傳輸質量。下面以控制繼電器跳合閘為例，詳細解釋說明本仿真系統的工作過程，如圖2所示:在合閘狀態下，當需要人工控制仿真電表執行跳閘命令時，操作人員需要在上位機上選擇跳閘控制選項，上位機將此動作信號經RS485通信接口或紅外通信模塊傳遞給微處理器，微處理器接到信號后進行處理，處理后的信號經過放大電路發送給磁保持繼電器的控制引腳，將原狀態的ON高、OFF低改為發出ON低、OFF高的信號，磁保持繼電器接收到ON低、OFF高電壓后，將常閉觸點斷開，進入跳閘狀態，并等待下一次控制信號的改變。同時，電路反饋給微處理器跳閘狀態信號，微處理器收到信號后給顯示模塊一個顯示狀態信息，然后在液晶顯示屏上顯示跳閘字符。當需要仿真控制電流、電壓量時，在上位機軟件的參數設定界面，設定電壓、電流值，如電壓設定200V、電流1.5A 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單相電能表仿真系統，其特征在于：包括仿真電表、紅外掌上機、上位機，所述的仿真電表包括殼體，殼體內設有微處理器，微處理器分別連接電源模塊、存儲模塊、時鐘復位保護模塊、紅外通信模塊和數據讀寫模塊，微處理器的第一輸出端連接跳合閘控制模塊；仿真電表通過內部設有的紅外通信模塊連接紅外掌上機，仿真電表通過內部設有的數據讀寫模塊連接上位機。

【技術特征摘要】
1.一種單相電能表仿真系統,其特征在于:包括仿真電表、紅外掌上機、上位機，所述的仿真電表包括殼體，殼體內設有微處理器，微處理器分別連接電源模塊、存儲模塊、時鐘復位保護模塊、紅外通信模塊和數據讀寫模塊，微處理器的第一輸出端連接跳合閘控制模塊；仿真電表通過內部設有的紅外通信模塊連接紅外掌上機，仿真電表通過內部設有的數據讀寫模塊連接上位機。2.根據權利要求1所述的單相電能表仿真系統，其特征在于:所述的微處理器的第二輸出端連接顯示模塊，顯示模塊采用液晶顯示屏。3.根據權利要求2所述的單相電能表仿真系統，其特征在于:所述的電源模塊包括變壓、穩壓電路，變壓、穩壓電路的輸入端...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周鵬仙，王少節，王清克，劉利輝，
申請(專利權)人：鄭州三暉電氣股份有限公司，
類型：新型
國別省市：河南;41