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一種新型多費率單相電能表設(shè)計

作者: 時間:2010-03-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
掉電保護電路,用 AT89S52的 P1.7輸入引腳檢測掉電信號,當系統(tǒng)正常工作是 P1.7位高電平,當突然發(fā)生斷電時,P1.7變成低電平,采用查詢方式檢測到 P1.7的變?yōu)榈碗娖胶?,將進入掉電保護程序。電源電路中有個大濾波電容1000uf/25v,當?shù)綦姾竽芫S持系統(tǒng)十多秒的工作時間,確保存儲好重要數(shù)據(jù)。光電隔離電路,在系統(tǒng)中 AD775的脈沖輸出端,繼電器控制端,RS485通訊端分別使用了 4N35光電隔離器。通過光的耦合作用傳遞電信號,把干擾源和易受干擾的部分隔離開來,提高系統(tǒng)抗干擾的能力。
軟件程序
3.1 軟件程序資源分配 多軟件程序共包括初始化及主程序,X25045讀寫程序,RS485串行通訊處理程序,中斷處理程序,定時器處理程序,HT1621顯示控制程序,電能分時段計量與掉電處理程序,系統(tǒng)自檢與軟件抗干擾處理八大程序模塊。系統(tǒng)的中斷資源分配為 INT0中斷用于 AD7755脈沖檢測,INT1用于秒同步檢測,定時器 T0用于定時100ms,T1未使用,T2用于串行通訊程序波特率發(fā)生器,串行口中斷設(shè)置為 RS485異步通訊接收中斷。
3.2 程序模塊的

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/173414.htm

的工作過程主程序模塊如圖 3所示,每次上電要進行初始化,初始化包括對AT89S52單片機定時器、串行口、中斷等工作方式的設(shè)定,寫入串行存儲芯片 X25045的控制字,串行時鐘芯片 S3530A控制字,串行液晶驅(qū)動芯片 HT1621控制字。新電能表的初次工作要對 X25045初始值設(shè)定,包括電能表表號的設(shè)置,時段的設(shè)置,時鐘的設(shè)置,存儲地址的分配等。本系統(tǒng)設(shè)置了三個時段,單片機每秒從時鐘芯片 S3530A中讀取時鐘值,然后根據(jù)串行存儲芯片 X25045中預(yù)先設(shè)置好的時段,分析該時刻屬于哪個時段,根據(jù)相應(yīng)的時段把電能存儲 AT89S52的 RAM存儲器中,然后電能每累計夠 1度便寫入到 X25045相應(yīng)的地址中。16位液晶顯示器輪流顯示時段與電能信息。若有通訊請求將采用中斷方式與上位機進行數(shù)據(jù)通訊。若停電,將執(zhí)行掉電保護程序。其它程序模塊流程圖略。

測試結(jié)果
該電能表在淄博貝林電子有限公司進行了誤差測試和運行試驗,上位計算機完成用電管理時段設(shè)置,設(shè)置三個時段,第一時段 00點 00分點到 06點 30分,為谷電量時段,第二時段 06點 30點到 22點 30分,為峰電量時段,第三時段 22點 30點到 24點 00分,為平電量時段。時段設(shè)置由電力供電公司根據(jù)國家政策規(guī)定設(shè)定到計算機管理系統(tǒng)中,通過RS485串行通訊傳送到電能表中,并存儲于 X25045中。每月峰、平、谷、累計電量存入電能表中,并打包傳送到上位計算機管理系統(tǒng),通訊波特率設(shè)為9600 bit/s。用 0.1級標準電子式電能表校驗臺作為標準表,該多費率電能表為被測表,貝林電子有限公司針對不同負荷的情況下進行測試,限于篇幅僅列出負荷為 5KW時的實測數(shù)據(jù)如表1 所示。測試結(jié)果表明該復(fù)費率電能表誤差小于1%,屬于 1.0級標準。經(jīng)實驗得知減小電能計量誤差方法,一是通過調(diào)節(jié) AD7755的匹配電阻調(diào)整到精確值;二是該匹配電阻阻值要求隨溫度變化阻值變化較??;三是在電能計量過程中,在時間段的切換時,計量電能的尾數(shù)部分不足 0.01度的電能計入下一個時間段中,避免了不足 0.01度的電能丟失而造成累計電量有誤差。

表 1 標準表與被測表測量值,負荷 5KW

結(jié)束語
多費率電能表根據(jù)不同的時段設(shè)置,實現(xiàn)電能分時計量,采用 RS485串行通訊,實現(xiàn)電量自動回抄,實時校時。該電能表經(jīng)淄博貝林電子有限公司生產(chǎn)表明,技術(shù)新穎,計量準確,走時精確,時段設(shè)置靈活,防竊電設(shè)計新穎,各項技術(shù)指標均達到國家多費率電能表的技術(shù)標準,具有廣闊的應(yīng)用前景。
本文作者創(chuàng)新點在于采用 AD7755電能計量芯片計量準確;串行 X25045存儲靈活可靠,串行時鐘 S3530A走時精確,RS485總線傳輸可靠性高,防竊電新穎設(shè)計。采用 I2C總線結(jié)構(gòu)多費率電能表設(shè)計更加合理,具有性價比高的特點。

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