一种智能电表信息采集系统的制作方法

本实用新型属于电表信息采集系统技术领域，具体涉及一种智能电表信息采集系统。

背景技术：

作为经济刺激计划的一部分，国家电网在2009年7月确定了智能电网的发展规划。智能电表作为智能电网的智能终端，2009年以来以强劲增长态势全面覆盖我国所有的电力用户。

用电信息采集是一种采集、处理并实时监控电力用户用电信息的系统模式，具有自动采集用电信息、检测计量异常情况、检测电能质量、发布相关信息、分析和管理用电情况及监控分布式能源情况等职能，用电信息采集系统的组成要素主要分为主站、数据采集终端、通信信道和采集点监控设备，用于采集、管理数据，运行维护管理及系统接口。

用电信息采集的运行和维护也出现了许多问题，诸如自动采集失败、计量异常的查处等典型方面；这不仅关系到电力用户的用电安全，同时也给国家带来巨大的经济损失；这就需要供电企业在岗培训人员熟练掌握查处方法，具备应对此类突发事件的能力；采用合理的故障模拟手段、强化查处方法是培训重中之重，简易搭建的操作平台或复杂现场培训既不能全面的展现系统架构、运行原理、故障现象，还会存在很大的安全隐患。

基于上述用电信息采集中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述技术中存在的不足之处，为了克服安全隐患以及展现用电采集系统运维原理、快捷模拟典型应用故障，本实用新型提供一种智能电表信息采集系统，该装置便于操作、便于测量，具有彩色用户信息界面、LED时钟窗口的模块，同时具有语音提示、多种典型故障模拟、安全可靠等特点。

本实用新型提供一种智能电表信息采集系统，包括有教练机、多口交换机、多口串口服务器、程控虚负荷三相电源、交采故障模块、彩色液晶显示模块以及表计；教练机通过网线与多口交换机通信连接，用于完成通信设置、交采故障设置、程控虚负荷三相电源输出、设置终端参数以及智能电表数据采集；多口交换机通过网线分别与教练机、多口串口服务器以及表计的采集终端网口通信连接，作为教练机与多口串口服务器、表计的采集终端通讯交换，并执行控制命令、设置并读取采集终端数据；多口串口服务器通过网线分别与多口交换机、程控虚负荷三相电源、交采故障模块以及表计通信连接，多口串口服务器通过教练机控制程控虚负荷三相电源输出、交采故障设置、发送仿真智能表所需数据、采集仿真智能表数据以及设置采集终端上下行参数；程控虚负荷三相电源通过电流线与交采故障模块连接，教练机通过控制控制程序控制所述程控虚负荷三相电源电压和电流输出到交采故障模块，实时查询报警状态；交采故障模块与彩色液晶显示模块通信连接，交采故障模块与表计和程控虚负荷三相电源电气连接；彩色液晶显示模块用于显示用户信息；表计用于采集电表数据。

进一步地，表计包括第一表计、第二表计、第三表计以及第四表计；第一表计、第二表计、第三表计以及第四表计相互并联；交采故障模块包括第一交采故障模块、第二交采故障模块、第三交采故障模块以及第四交采故障模块；第一表计通过电源线与第一交采故障模块连接；第二表计通过电源线与第二交采故障模块连接；第三表计通过电源线与第三交采故障模块连接；第四表计通过电源线与第四交采故障模块连接；第一交采故障模块、第二交采故障模块、第三交采故障模块以及第四交采故障模块依次连接。

进一步地，程控虚负荷三相电源包括第一程控虚负荷三相电源和第二程控虚负荷三相电源；第一程控虚负荷三相电源与多口串口服务器通信连接；第一程控虚负荷三相电源电压输出端钮通过电压线连接第一交采故障模块，电流线正极端钮通过电流线连接第一交采故障模块，电流线负极端钮通过电流线连接第二交采故障模块；第二程控虚负荷三相电源与多口串口服务器通信连接；第二程控虚负荷三相电源电压输出端钮通过电压线连接第三交采故障模块，电流线正极端钮通过电流线连接第三交采故障模块，电流线负极端钮通过电流线连接第四交采故障模块。

进一步地，还包括通讯故障模块；通讯故障模块分别与表计和多口串口服务器连接；教练机通过通讯故障模块控制表计通讯故障。

进一步地，还包括语音提示模块；语音提示模块与多口串口服务器连接，语音提示模块用于提示操作者考试进度。

进一步地，还包括时钟模块；时钟模块与交采故障模块连接，用于显示当前的系统时间或当设置考试模式进入倒计时，用于提示操作者考试进度。

进一步地，多口串口服务器第一端口连接程控虚负荷三相电源、交采故障模块、通讯故障模块以及语音提示模块；多口串口服务器第二端口通讯连接表计中的仿真智能表发送口；多口串口服务器第三端口通讯连接表计中的仿真智能表采集口；多口串口服务器第四至七端口通信连接表计中采集终端维护口。

进一步地，程控虚负荷三相电源包括有控制模块、手动键盘单元、RS485通讯单元、波形数据存储模块、功放模块以及显示单元；手动键盘单元和RS485通讯单元分别与控制连接；程控虚负荷三相电源通过RS485通讯单元与教练机连接；波形数据存储模块和显示单元分别与控制模块连接；功放模块与显示单元电气连接；功放模块包括电流功放模块和电压功放模块。

进一步地，交采故障模块包括有控制模块、液晶显示控制模块、RS485通讯模块、驱动单元以及继电器组；液晶显示控制模块、RS485通讯模块以及驱动单元分别与控制模块连接；继电器组与驱动单元连接。

进一步地，通讯故障模块包括有控制模块、RS485通讯模块、驱动单元以及继电器组；RS485通讯模块和驱动单元分别与控制模块连接；继电器组与驱动单元连接。

通过采用以上技术方案，智能电表信息采集实训装置设计满足国网、南网电力培训部门、职业技能鉴定部门对于培训人员在用电信息采集项目的培训与鉴定、考核需要。产品集成理论学习、理论验证、实际操作、考核评定，兼顾使用安全和界面清晰、操作便捷、功能全面等优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种智能电表信息采集系统结构示意图；

图2为本实用新型中程控虚负荷三相电源结构示意图；

图3为本实用新型中交采故障模块结构示意图；

图4为本实用新型中通讯故障模块结构示意图；

图5为本实用新型中语音提示模块结构示意图；

图6为本实用新型中时钟模块结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供一种智能电表信息采集系统，包括有教练机、多口交换机、多口串口服务器、程控虚负荷三相电源、交采故障模块、彩色液晶显示模块以及表计；教练机通过网线与多口交换机通信连接，用于完成通信设置、交采故障设置、通讯故障设置、时钟显示、语音提示、液晶显示、程控虚负荷三相电源输出、设置终端参数以及智能电表数据采集；多口交换机通过网线分别与教练机、多口串口服务器以及表计的采集终端网口通信连接，作为教练机与多口串口服务器、表计的采集终端通讯交换，并执行控制命令、设置并读取采集终端数据；多口串口服务器通过网线分别与多口交换机、程控虚负荷三相电源、交采故障模块以及表计通信连接，多口串口服务器通过教练机控制程控虚负荷三相电源输出、交采故障设置、发送仿真智能表所需数据、采集仿真智能表数据以及设置采集终端上下行参数；程控虚负荷三相电源通过电流线与交采故障模块连接，教练机通过控制控制程序控制所述程控虚负荷三相电源电压和电流输出到交采故障模块，实时查询报警状态；交采故障模块与彩色液晶显示模块通信连接，交采故障模块与表计和程控虚负荷三相电源电气连接；彩色液晶显示模块用于显示用户信息；表计用于采集电表数据；上述方案便于操作、便于测量，具有彩色用户信息界面、LED时钟窗口的模块，同时具有语音提示、多种典型故障模拟、安全可靠等特点。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，第一彩色液晶显示至第四彩色液晶显示通过液晶电缆线连接相应交采故障模块；彩色液晶显示可以显示用户信息，包括用户名称、用户组、电压变压器变比、电流变压器变比及其他所需电表信息。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，表计包括第一表计、第二表计、第三表计以及第四表计；第一表计、第二表计、第三表计以及第四表计相互并联；第一表计通过电压线和电流线连接第一交采故障模块，通过RS485接线连接通讯故障模块，通过RS485和RS232线连接多口串口服务器，通过网线连接多口交换机，第一表计中可挂接一块专变采集终端和三块真实(或仿真)智能电能表，电压线和电流线为智能电能表工作提供电压电流；电能表RS485可设置常见通讯故障，并分别读取电能表数据；RS232为终端维护口与上位机通讯，另一路RS485为仿真表授数；网线为专变终端或集中器网口与教练机通讯，用于采集电表数据；第二表计通过电压线和电流线连接第二交采故障模块，通过RS485接线连接通讯故障模块，通过RS485和RS232 线连接多口串口服务器，通过网线连接多口交换机，第二表计中可挂接一块专变采集终端和三块真实(或仿真)智能电能表，电压线和电流线为智能电能表工作提供电压电流；电能表RS485可设置常见通讯故障，并分别读取电能表数据；RS232为终端维护口与上位机通讯，另一路RS485为仿真表授数，网线为专变终端或集中器网口与教练机通讯，用于采集电表数据，第三表计通过电压线和电流线连接第三交采故障模块，通过RS485接线连接通讯故障模块，通过RS485和RS232线连接多口串口服务器，通过网线连接多口交换机，第三表计中可挂接一块专变采集终端和三块真实(或仿真) 智能电能表，电压线和电流线为智能电能表工作提供电压电流，电能表RS485可设置常见通讯故障，并分别读取电能表数据；RS232为终端维护口与上位机通讯，另一路 RS485为仿真表授数；网线为专变终端或集中器网口与教练机通讯，用于采集电表数据；第四表计通过电压线和电流线连接第四交采故障模块，通过RS485接线连接通讯故障模块，通过RS485和RS232线连接多口串口服务器，通过网线连接多口交换机，第四表计中可挂接一块专变采集终端和三块真实(或仿真)智能电能表，电压线和电流线为智能电能表工作提供电压电流，电能表RS485可设置常见通讯故障，并分别读取电能表数据，RS232为终端维护口与上位机通讯，另一路RS485为仿真表授数，网线为专变终端或集中器网口与教练机通讯，用于采集电表数据；交采故障模块包括第一交采故障模块、第二交采故障模块、第三交采故障模块以及第四交采故障模块；第一表计通过电压线和电流线与第一交采故障模块连接，第一交采故障模块通过液晶电缆线连接第一彩色液晶显示，通过电源线和RS485线连接时钟模块，通过RS485线连接多口串口服务器第一端口，通过电压线、电流线连接第一表计，通过电压线和电流线连接程控虚负荷三相电源1电压端钮和电流端钮正极，教练机通过控制程控能设置彩色液晶显示界面参数，能设置时钟模块正计时和倒计时，能设置第一表计交采常见故障，包括：电压断线、电压逆线序、电流逆线序、电流开路、电流短路等；第二表计通过电压线和电流线与第二交采故障模块连接，通过液晶电缆线连接第二彩色液晶显示，通过电源线和网线连接第一交采故障模块，通过电压线、电流线连接第二表计，通过电压线和电流线连接第一交采故障模块，通过电流线连接程控虚负荷三相电源1 电流端钮负极，教练机通过控制程控能设置彩色液晶显示界面参数；能设置表计交采常见故障，包括：电压断线、电压逆线序、电流逆线序、电流开路、电流短路等；第三表计通过电压线和电流线与第三交采故障模块连接，通过液晶电缆线连接第三彩色液晶显示，通过网线连接第二交采故障模块，通过电压线、电流线连接表计，通过电压线和电流线连接程控虚负荷三相电源2电压端钮和电流端钮正极，教练机通过控制程控能设置彩色液晶显示界面参数；能设置表计交采常见故障，包括：电压断线、电压逆线序、电流逆线序、电流开路、电流短路等；第四表计通过电压线和电流线与第四交采故障模块连接，通过液晶电缆线连接第四彩色液晶显示，通过电源线和网线连接第三交采故障模块，通过电压线、电流线连接表计，通过电压线和电流线连接第三交采故障模块，通过电流线连接程控虚负荷三相电源2电流端钮负极，教练机通过控制程控能设置彩色液晶显示界面参数；能设置表计交采常见故障，包括：电压断线、电压逆线序、电流逆线序、电流开路、电流短路等；第一交采故障模块、第二交采故障模块、第三交采故障模块以及第四交采故障模块依次连接。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，程控虚负荷三相电源包括第一程控虚负荷三相电源和第二程控虚负荷三相电源；第一程控虚负荷三相电源通过 RS485与多口串口服务器通信连接；第一程控虚负荷三相电源电压输出端钮通过电压线连接第一交采故障模块，电流线正极端钮通过电流线连接第一交采故障模块，电流线负极端钮通过电流线连接第二交采故障模块；第二程控虚负荷三相电源通过RS485 与多口串口服务器通信连接；第二程控虚负荷三相电源电压输出端钮通过电压线连接第三交采故障模块，电流线正极端钮通过电流线连接第三交采故障模块，电流线负极端钮通过电流线连接第四交采故障模块；教练机通过控制程控控制第一程控虚负荷三相电源电压和电流输出到第一交采故障模块、第二交采故障模块，实时查询报警状态，通过RS485通讯将数据送至教练机；教练机通过控制程控控制第二程控虚负荷三相电源电压和电流输出到第三交采故障模块、第四交采故障模块，实时查询报警状态，通过RS485通讯将数据送至教练机。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，还包括通讯故障模块；通讯故障模块通过RS485线连接多口串口服务器第一端口，并通过RS485线连接第一表计至第四表计的RS485端口；教练机通过控制程控能设置第一表计至第四表计通讯常见故障，包括：断线、交叉等；完成表计中专变终端或集中器与电能表的RS485端口的连接。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，还包括语音提示模块；语音提示模块与多口串口服务器连接，语音提示模块用于提示操作者考试进度，方便考试；上述方案便于操作、便于测量，具有彩色用户信息界面，同时具有语音提示、多种典型故障模拟、安全可靠等特点。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，还包括时钟模块；时钟模块通过电源线和RS485连接交采故障模块，用于显示当前的系统时间或当设置考试模式时时间进入倒计时，用于提示操作者考试进度，方便考试；上述方案便于操作、便于测量，具有彩色用户信息界面、LED时钟窗口的模块，同时具有多种典型故障模拟、安全可靠等特点。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，多口串口服务器第一端口通过RS485通讯方式连接程控虚负荷三相电源、交采故障模块、通讯故障模块以及语音提示模块；多口串口服务器第二端口通过RS485通讯方式通讯连接表计中的仿真智能表发送口；多口串口服务器第三端口通过RS485通讯方式通讯连接表计中的仿真智能表采集口；多口串口服务器第四至七端口通过RS485通讯方式通信连接表计中采集终端维护口；多口串口服务器第一端口通过教练机控制程控虚负荷三相电源输出、交采故障设置、通讯故障设置、语音提示、液晶显示；多口串口服务器第二端口通过教练机发送仿真智能表所需数据；多口串口服务器第三端口通过教练机采集仿真智能表数据；多口串口服务器第四至七端口通过教练机设置采集终端上下行参数。

优选地，结合上述方案，如图2所示，本实施例中，程控虚负荷三相电源包括有控制模块、手动键盘单元、RS485通讯单元、波形数据存储模块、功放模块以及显示单元；手动键盘单元和RS485通讯单元分别与控制连接；程控虚负荷三相电源通过 RS485通讯单元与教练机连接；波形数据存储模块和显示单元分别与控制模块连接；功放模块与显示单元电气连接，功放模块包括有电流功放模块和电压功放模块；本实施中，采用W27C512作为波形数据存储模块预置三相电压电流数字波形，D/A模块由华邦W78E58DDG控制模块控制将数字波形转换成模拟波形，该模拟波形为三相电压波形间夹角互为120°，三相电流波形间夹角互为120°，电压和电流间夹角可调；三相电压波形送入到电压功放模块放大并输出，三相电流波形送入到电流功放模块放大并输出。显示单元采集输出信号并显示。手动键盘单元与控制模块相连，可由操作者手动操作程控虚负荷三相电源的电压、电流的幅度和相位输出；另外RS485通讯单元采用 RS485接线连接教练机，也可由教练机程控控制程控虚负荷三相电源的电压、电流的幅度和相位输出。

优选地，结合上述方案，如图3所示，本实施例中，交采故障模块包括有控制模块、液晶显示控制模块、RS485通讯模块、驱动单元以及继电器组，液晶显示控制模块、RS485通讯模块以及驱动单元分别与控制模块连接，继电器组与驱动单元连接；控制模块采用C8051F340，由控制模块通过驱动单元控制继电器组完成各表位交采接线常见故障，控制模块通过液晶显示控制模块控制彩色液晶，控制模块通过RS485通讯模块与主控制线连接。

优选地，结合上述方案，如图4所示，本实施例中，通讯故障模块包括有控制模块、RS485通讯模块、驱动单元以及继电器组；RS485通讯模块和驱动单元分别与控制模块连接；继电器组与驱动单元连接；控制模块采用C8051F340，由控制模块通过驱动单元控制继电器组完成各表位通讯中常见故障，控制模块通过RS485通讯模块与主控制线连接。

优选地，结合上述方案，如图5所示，本实施例中，控制模块通过RS485通讯模块与主控制线连接，控制模块控制语音播放单元。

优选地，结合上述方案，如图6所示，本实施例中，控制模块通过RS485通讯模块与主控制线连接，控制模块控制显示单元。

采用以上技术方案，通过智能电表信息采集实训装置设计方案能够满足电力培训部门、职业技能鉴定部门对于培训人员在用电信息采集项目的培训与鉴定、考核需要；产品集成理论学习、理论验证、实际操作、考核评定，兼顾使用安全和界面清晰、操作便捷、功能全面等优点。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。