专利名称：一种多功能电力监控器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监控器，尤其涉及一种多功能电力监控器。
背景技术：
工业用电广泛，而且用量大、耗电多，要求供电安全可靠、各种电力参量 合格，运行技术状态良好，并符合环保节能要求，这就需要对供电网络进行实 时监控。
在目前的工业化生产中，低压电力终端设备的各种物理参数如温度、压力、 流量等模拟信号、数据信号、开关信号等的采集、监控及控制装置，已有一定 运用，但目前该类型的装置多处于离散、单体自诊断监测状态，当终端设备出 现异常时，现场状况无法得到实时监控和保存，不能做出有效的反应，影响用 电质量，现代工业用电要求必须做到对供电系统进行实时有效的监控，并能根 据监控结果，进行有效的控制，提高供电的安全可靠性，帮助用户提高用电效 率、节约能源、降低生产成本、增强市场竞争力，从而满足电力用户对能源信 息服务质量要求日益增长的需求。
实用新型内容
本实用新型克服了现有电力监控器的不足，提供了一种具有硬件自检索功 能，支持硬件扩展模块即插即用，无需更新主机或者作其他升级操作，大大节 省系统扩充的时间和费用，应用简单，解决了自动化数据采集的多结点、长距 离的通讯问题，支持在线升级的多功能电力监控器。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案 一种多功能电力监控器，其特征在于它包括电源模块(1)、交流信号处
理模块(2)、存储单元(3)、 CPU单元(4)、数字量信号输入模块(5)、按键 信号输入模块(6)、时钟模块(7)、 RS485通讯模块(8)和继电器输出模块(9),所述交流信号处理模块(2)从电源模块(1)采集三相电压电流信号输入给CPU 单元(4)，所述数字量信号输入模块(5)将将监控控制的开关状态信号输入给 CPU单元(4)，所述按键信号输入模块(6)通过采集按键的状态，判断输入的 命令，发送给CPU单元(4)，所述存储单元(3)将CPU单元(4)采集的硬件 电路特征参数、设置参数等数据保存存储，所述时钟模块(7)与所述CPU单 元(4)和存储单元(3)连接，所述RS485通讯模块(8)通过通讯网络与CPU 单元(4)和其他智能设备进行相互数据交换，CPU单元(4)又与所述继电器 输出模块(9)相连。
所述监控器还包括与CPU单元(4)相连接的模拟量输出模块(11)。 所述监控器还包括与CPU单元(4)相连接的液晶显示模块(10)。 所述RS485通讯模块(8)采用MODBUS-RTU通讯模式通讯。 所述交流信号处理模块(2)包括CT电流互感电路(20)和PT电压互感电 路(21)。
所述继电器输出模块(9)采用自动输出模式或被动输出模式。 本实用新型与现有技术相比具有如下的优点
本实用新型采用模块化设计，支持硬件扩展模块即插即用，无需更新主机 或者作其他升级操作，大大节省系统扩充的时间和费用；同时通过交流信号处 理模块，将电力网络上的交流量縮放，输入至调理电路，将正负的交流信号转 换成全部为正的小信号，同时达到低通滤波功能，而经过调理的信号输入至CPU 单元的A/D转换接口 ，转换成为CPU单元可识别的数字量信号，再通过各种方 式计算，取得需要的各种电参量有效值；另外该监控器具有自检索功能，CPU 单元将采集到仪表硬件电路特征参数、仪表设置参数以及电度、SOE事件记录、 最值等数据保存在数据存储单元，使用电设备在掉电状态下也不易丢失数据， 并能够通过液晶显示模块显示将各种电参量数据输出，方便査看和了解用电设 备的运行状况；而通过RS485通讯模块，解决了自动化数据采集的多结点、长 距离的通讯问题，将收集到的数据，经CPU单元，进一步的分析处理后，通过 开关量输入模块和按键信号模块，根据需要改变用电设备或电路对应的显示或 者改变对应设置，达到对用电设备有效的监控和管理。
图1是本实用新型的工作原理方框示意图； 图2是本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述-一种多功能电力监控器，如图1和图2所示，它包括电源模块l、交流信号 处理模块2、存储单元3、 CPU单元4、数字量信号输入模块5、按键信号输入 模块6、时钟模块3、 RS485通讯模块8和继电器输出模块9，所述交流信号处 理模块2从电源模块1采集三相电压电流信号，经交流量縮放和调理后输入给 CPU单元4，所述数字量信号输入模块5将监控控制的开关状态信号输入给CPU 单元4，所述按键信号输入模块6通过采集按键的状态，判断输入的命令，发送 给CPU单元4，所述存储单元3将CPU单元4采集的硬件电路特征参数、设置 参数等数据保存存储，所述时钟模块7与所述CPU单元4和存储单元3连接， 及时提示CPU单元4和存储单元3进行自检，所述RS485通讯模块8通过通讯 网络与CPU单元4和其他智能设备进行相互数据交换，改变CPU单元4的设置 项数值或通过所述按键信号输入模块6键入指令，CPU单元4又与所述继电器 输出模块9相连，通过所述继电器输出模块9输出指令，实现继电器的输出功 能。
本实用新型还包括模拟量输出模块11和液晶显示模块10，所述模拟量输 出模块11与CPU单元4相连接，CPU单元4通过固定曲线，将计算得到的电 压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率变换成4 20mA的电流量输 出；所述液晶显示模块10与CPU单元4电连接，CPU单元4将监控设备测量 结果和设定数据通过液晶显示模块4的液晶屏幕进行显示。
所述继电器输出模块9采用两种方式输出指令，自动输出和被动输出，所 述自动输出为CPU单元4自身根据采样计算的电参量结果和人为已设定的整定 值比较，决定是否输出；所述被动输出则为通过RS485通讯模块8输入的通讯 信号或者按键信号输入模块6的按键输入的信号，经CPU单元4处理后，再通过继电器输出模块9驱动输出。
所述RS485通讯模块8采用MODBUS-RTU通讯协议通讯，解决了自动化 数据采集的多结点、长距离的通讯问题，通过RS485总线，监控器可与其他智 能设备进行数据交换，其他智能设备也可以通过这种通讯方式改变监控器的可 设置项数值或者通过按键信号输入模块键入命令，实现继电器输出功能，达到 网络化集中控制。
所述交流信号处理模块2包括CT电流互感电路20和PT电压互感电路21 ， 通过这两个电路，从电源模块那里采集到的三相大电压、大电流信号，经过处 理后，变成小的电压和电流信号，发送给CPU单元4。
本实用新型还具有零点漂移自检功能、掉电不易失存储单元故障自检功能 和CPU单元FLASH数据损坏自检功能，通过时钟模块7的定时功能，CPU单 元4对零点的持续定时采样，分析零点是否已经偏离了允许自调节范围，若发 现已经出现偏移，且零点自调节已无法对零点进行调整时，则输出相应的报错 码，提示出现零点漂移；而通过定时的对存储单元3的物理地址访问，确认存 储单元是否仍可正常读写，若发现存储片区损坏，影响正常读些操作，则输出 相应的报错码，提示出现掉电不易失存储单元故障；通过定时的FLASH区数据 检测，采用和校验方式，对FLASH区数据进行逐个访问，并核对校验和的结果， 来判定数据是否已经遭到破坏，是否影响监控器正常运行，若发现有数据遭到 破坏，则输出相应的报错码，提示CPU单元FLASH区数据遭受破坏。
本实用新型采用模块化设计，支持硬件扩展模块即插即用，工作时，首先 对电源模块1供电，交流信号处理模块2从电源模块1那里采集三相电压和电 流信号，经过交流信号处理模块2的CT电流互感电路和PT电压互感电路处理， 将电力网络上的交流量縮放，输入至调理电路，将正负的交流信号转换成全部 为正的小信号，同时达到低通滤波功能，而经过调理的信号输入至CPU单元4 的A/D转换接口 ，转换成为CPU单元4可识别的数字量信号，如采集到仪表硬 件电路特征参数、仪表设置参数以及电度、SOE事件记录、最值等数据，再通 过各种方式计算，取得需耍的各种电参量有效值，存储于存储单元3，另外通过 RS485通讯模块8反馈的其他智能设备的可设置项数值或者通过按键信号输入模块6键入命令，也可存于存储单元3，并通过与CPU单元4和存储单元3连 接的时钟模块7，及时提示CPU单元4和存储单元3进行零点漂移、掉电不易 失存储单元故障和CPU单元FLASH数据损坏自检，使用电设备在掉电状态下 也不易丢失数据，并能够通过液晶显示模块10显示将各种电参量数据输出，方 便查看和了解用电设备的运行状况；而通过RS485通讯模块8，解决了自动化 数据采集的多结点、长距离的通讯问题，将收集到的数据，经CPU单元4，进 一步的分析处理后，通过数字量信号输入模块5和按键信号输入模块6，根据需 要改变用电设备或电路对应的显示或者改变对应设置，通过RS485通讯模块8、 继电器输出模块9或模拟量输出模块11将信号发送到各个终端，达到对用电设 备有效的监控和管理。
以上对本实用新型所提供的多功能电力监控器进行了详细介绍，本文中应 用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明 只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般 技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变 之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1. 一种多功能电力监控器，其特征在于包括电源模块(1)、交流信号处理模块(2)、存储单元(3)、CPU单元(4)、数字量信号输入模块(5)、按键信号输入模块(6)、时钟模块(7)、RS485通讯模块(8)和继电器输出模块(9)，所述交流信号处理模块(2)从电源模块(1)采集三相电压电流信号输入给CPU单元(4)，所述数字量信号输入模块(5)将将监控控制的开关状态信号输入给CPU单元(4)，所述按键信号输入模块(6)通过采集按键的状态，判断输入的命令，发送给CPU单元(4)，所述存储单元(3)将CPU单元(4)采集的硬件电路特征参数、设置参数等数据保存存储，所述时钟模块(7)与所述CPU单元(4)和存储单元(3)连接，所述RS485通讯模块(8)通过通讯网络与CPU单元(4)和其他智能设备进行相互数据交换，CPU单元(4)又与所述继电器输出模块(9)相连。
2、 根据权利要求1所述的多功能电力监控器，其特征在于所述监控器还包括与CPU单元(4)相连接的模拟量输出模块(11)。
3、 根据权利要求1所述的多功能电力监控器，其特征在于所述监控器还包括与CPU单元(4)相连接的液晶显示模块(10)。
4、 根据权利要求1所述的多功能电力监控器，其特征在于所述RS485通讯模块(8)采用MODBUS-RTU通讯模式通讯。
5、 根据权利要求1所述的多功能电力监控器，其特征在于所述交流信号处理模块(2)包括CT电流互感电路(20)和PT电压互感电路(21)。
6、 根据权利要求1所述的多功能电力监控器，其特征在于所述继电器输出模块(9)采用自动输出模式或被动输出模式。
专利摘要一种多功能电力监控器，包括电源模块、交流信号处理模块、存储单元、CPU单元、数字量信号输入模块、按键信号输入模块、时钟模块、RS485通讯模块和继电器输出模块。CPU单元将采集到的各种数据保存在数据存储单元，使用电设备在掉电状态下也不易丢失数据，并能够通过液晶显示模块显示将各种电参量数据输出，方便查看和了解用电设备的运行状况；而通过RS485通讯模块，解决了自动化数据采集的多结点、长距离的通讯问题；通过开关量输入模块和按键信号模块，根据需要改变用电设备或电路对应的显示或者改变对应设置，达到对用电设备有效的监控和管理。本实用新型采用模块化设计，支持硬件扩展模块即插即用，大大节省系统扩充的时间和费用。
文档编号G01R31/00GK201269911SQ20082020104
公开日2009年7月8日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年9月25日
发明者冬 孟, 杨敬敢, 顺 程, 许振生 申请人:珠海派诺电子有限公司