[發明專利]一種多路電能計量與控制系統

在審

• 申請號: 201610714518.0
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN107783438A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 郭琳
• 申請（專利權）人: 郭琳
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01R22/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種控制系統，尤其涉及一種多路電能計量與控制系統。

背景技術

當前電路系統功能越來越強大，設計也越來越復雜，設計效率要求越來越高，仿真技術的有效利用是將一個產品成功推向市場的關鍵。

為了集中管理多端口集體用電，達到安全和節能的目的，需要設計某型多路電能測量與電路控制系統。在產品的研發過程中，需要對8路、16路或者更多路電力用戶的電能參數進行檢測、計量，并根據用電情況，比如是否超出用電功率、用電量等指標來進行電路的通斷控制， 達到安全高效管理的目的。項目組在前期大量的調研和論證的基礎上，已完成系統架構設計和原理性的論證，但是一款產品要想盡快可靠地完成，必須要提前進行仿真環節，以檢驗原理是否正確，細節是否可靠，因此項目組專門對系統中的關鍵部分進行了仿真設計和實驗。結果證明，該仿真方法可靠、實用，大大提升了項目的進度。

發明內容

本發明的目的是為了節約了研發成本、提高了設計效率，設計了一種多路電能計量與控制系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是。

多路電能計量與控制系統是由若干可自由擴展的采集控制模塊組成，采集控制模塊電路每一模塊又包含1～16路可自由擴展的采集和控制電路，MCU主控電路通過對各路功率信號的檢測，計算從而向繼電器控制電路發出通斷控制指令。

所述的MCU主控單元通過RS485總線將相關數據和控制信息傳輸到上位機，同時也接收上位機的相關數據和指令，達到遠程網絡控制的目的。

所述的多個計量控制電路模塊、PC 上位機及RS485總線網絡構成多路電能采集與控制系統。

所述的系統設計選用擅長數據處理和控制的Proteus仿真軟件進行仿真。

所述的采集控制模塊電路中以BL0932B新型電能計量芯片作為電能采集及計量電路核心。

所述的采集控制模塊電路中采用上海貝斯特電器制造有限公司生產的BST－902磁保持繼電器作為通斷電開關。

所述的選用4路基本RS觸發器芯片74HC279和繼電器設計了與4路磁保持繼電器電路等效的開關控制電路。

所述的仿真中電路以51 系列增強型80C58單片機仿真實際項目中的STC12C5A60S2單片機， 作為控制核心，用前述設計的16路磁保持繼電器仿真模型代替16個BST－902磁保持繼電器。

所述的系統軟件設計的核心就是利用定時器，測量出所有16路通道的電能計量脈沖的半周期時間，進而計算出其頻率所對應的功率，根據功率來進行用電控制。

本發明的有益效果是。

仿真實驗結果表明，多路電能計量與控制系統電路邏輯正確，測量準確，控制可靠，達到了設計的目標，完成了設計任務。在實際項目中利用該種方法成功仿真實現16路測控，在硬件樣機制作出來后不用修改，一次性運行成功并投入使用，極大地節約了研發成本，提高了設計效率，對計算機測量與控制電路設計和程序驗證設計具有廣泛的借鑒意義。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是電能計量與控制模塊結構。

圖2是磁保持繼電器仿真模型及測試。

圖3是工作波形原理圖。

圖4是主程序流程圖。

圖5是定時器0中斷吸務流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，多路電能計量與控制系統是由若干可自由擴展的采集控制模塊組成，采集控制模塊電路每一模塊又包含1～16路可自由擴展的采集和控制電路，MCU主控電路通過對各路功率信號的檢測，計算從而向繼電器控制電路發出通斷控制指令。MCU主控單元通過RS485總線將相關數據和控制信息傳輸到上位機，同時也接收上位機的相關數據和指令，達到遠程網絡控制的目的。多個計量控制電路模塊、PC 上位機及RS485總線網絡構成多路電能采集與控制系統。對于485總線與上位機的仿真已有很多實用案例，不再贅述，這里的重點是對其中的采集控制電路模塊進行仿真設計和驗證，而這其中重要的部分是對檢測信號采集和繼電器驅動控制電路的仿真設計。綜合考慮，選用擅長數據處理和控制的Proteus仿真軟件進行仿真。