一種新型多費(fèi)率單相電能表設(shè)計(jì)
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軟件程序設(shè)計(jì)
3.1 軟件程序資源分配 多費(fèi)率單相電能表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(shí)器處理程序，HT1621顯示控制程序，電能分時(shí)段計(jì)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(cè)，INT1用于秒同步檢測(cè)，定時(shí)器 T0用于定時(shí)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 程序模塊的設(shè)計(jì) 本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/173414.htm
電能表的工作過(guò)程主程序模塊如圖 3所示，每次上電要進(jìn)行初始化，初始化包括對(duì)AT89S52單片機(jī)定時(shí)器、串行口、中斷等工作方式的設(shè)定，寫入串行存儲(chǔ)芯片 X25045的控制字，串行時(shí)鐘芯片 S3530A控制字，串行液晶驅(qū)動(dòng)芯片 HT1621控制字。新電能表的初次工作要對(duì) X25045初始值設(shè)定，包括電能表表號(hào)的設(shè)置，時(shí)段的設(shè)置，時(shí)鐘的設(shè)置，存儲(chǔ)地址的分配等。本系統(tǒng)設(shè)置了三個(gè)時(shí)段，單片機(jī)每秒從時(shí)鐘芯片 S3530A中讀取時(shí)鐘值，然后根據(jù)串行存儲(chǔ)芯片 X25045中預(yù)先設(shè)置好的時(shí)段，分析該時(shí)刻屬于哪個(gè)時(shí)段，根據(jù)相應(yīng)的時(shí)段把電能存儲(chǔ) AT89S52的 RAM存儲(chǔ)器中，然后電能每累計(jì)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(shí)段與電能信息。若有通訊請(qǐng)求將采用中斷方式與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。若停電，將執(zhí)行掉電保護(hù)程序。其它程序模塊流程圖略。
測(cè)試結(jié)果
該電能表在淄博貝林電子有限公司進(jìn)行了誤差測(cè)試和運(yùn)行試驗(yàn)，上位計(jì)算機(jī)完成用電管理時(shí)段設(shè)置，設(shè)置三個(gè)費(fèi)率時(shí)段，第一時(shí)段 00點(diǎn) 00分點(diǎn)到 06點(diǎn) 30分，為谷電量時(shí)段，第二時(shí)段 06點(diǎn) 30點(diǎn)到 22點(diǎn) 30分，為峰電量時(shí)段，第三時(shí)段 22點(diǎn) 30點(diǎn)到 24點(diǎn) 00分，為平電量時(shí)段。費(fèi)率時(shí)段設(shè)置由電力供電公司根據(jù)國(guó)家政策規(guī)定設(shè)定到計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中，通過(guò)RS485串行通訊傳送到電能表中，并存儲(chǔ)于 X25045中。每月峰、平、谷、累計(jì)電量存入電能表中，并打包傳送到上位計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，通訊波特率設(shè)為9600 bit/s。用 0.1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電子式電能表校驗(yàn)臺(tái)作為標(biāo)準(zhǔn)表，該多費(fèi)率電能表為被測(cè)表，貝林電子有限公司針對(duì)不同負(fù)荷的情況下進(jìn)行測(cè)試，限于篇幅僅列出負(fù)荷為 5KW時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1 所示。測(cè)試結(jié)果表明該復(fù)費(fèi)率電能表誤差小于1%，屬于 1.0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)得知減小電能計(jì)量誤差方法，一是通過(guò)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?。蝗窃陔娔苡?jì)量過(guò)程中，在時(shí)間段的切換時(shí)，計(jì)量電能的尾數(shù)部分不足 0.01度的電能計(jì)入下一個(gè)時(shí)間段中，避免了不足 0.01度的電能丟失而造成累計(jì)電量有誤差。
表 1 標(biāo)準(zhǔn)表與被測(cè)表測(cè)量值，負(fù)荷 5KW
結(jié)束語(yǔ)
多費(fèi)率電能表根據(jù)不同的時(shí)段設(shè)置，實(shí)現(xiàn)電能分時(shí)計(jì)量，采用 RS485串行通訊，實(shí)現(xiàn)電量自動(dòng)回抄，實(shí)時(shí)校時(shí)。該電能表經(jīng)淄博貝林電子有限公司生產(chǎn)表明，設(shè)計(jì)技術(shù)新穎，計(jì)量準(zhǔn)確，走時(shí)精確，時(shí)段設(shè)置靈活，防竊電設(shè)計(jì)新穎，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家多費(fèi)率電能表的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)在于采用 AD7755電能計(jì)量芯片計(jì)量準(zhǔn)確；串行 X25045存儲(chǔ)靈活可靠，串行時(shí)鐘 S3530A走時(shí)精確，RS485總線傳輸可靠性高，防竊電新穎設(shè)計(jì)。采用 I2C總線結(jié)構(gòu)多費(fèi)率單相電能表設(shè)計(jì)更加合理，具有性價(jià)比高的特點(diǎn)。
評(píng)論