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基于IC 71M6533帶脈沖計量的能源管理儀表設(shè)計

作者: 時間:2013-11-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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隨著中國城市化進程的推進,經(jīng)濟的發(fā)展,能耗總量呈持續(xù)增長的態(tài)勢,因此能源管理勢在必行。對工礦企業(yè)、建筑樓宇的能源管理,依賴于對能源信息的數(shù)據(jù)采集及分析。

除電能外,其它種類能耗也需要采集,如水、氣等。目前大部分的水表、氣表,其信息遠傳方式為脈沖輸出,并不適合能源管理系統(tǒng)的直接采集需求,因此很難將非電量的能耗信息融入能源管理系統(tǒng)?,F(xiàn)有的脈沖采集器是針對老式機械式電度表開發(fā)的產(chǎn)品,完成電能脈沖到電度數(shù)的數(shù)字轉(zhuǎn)化,但不能將水量、氣量等轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的數(shù)字當(dāng)量。

針對上述情況,本文介紹一種帶。

1 儀表功能

儀表具備三相多功能電能表、脈沖采集器二合一的功能。除可測量常用電力參數(shù)及實現(xiàn)電能計量外,還具備3路外部輸入功能,可對基于脈沖電路技術(shù)的計量表進行信號采集、運算處理、存儲,并與儀表自身測量的電參數(shù)一起通過RS485總線上傳至能源管理平臺,其示意圖如圖1所示。

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設(shè)計依據(jù)

儀表設(shè)計主要基于以下標(biāo)準:

(1)GB/T 20866-2007基于用戶表的數(shù)據(jù)采集器;
(2)IEC 61557-8:2007 交流1000V和直流1500V以下低壓配電系統(tǒng)的電氣安全 防護措施的試驗、測量或監(jiān)控設(shè)備;

3 硬件設(shè)計

3.1 總體框圖

基于產(chǎn)品功能考慮,結(jié)合外型結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)及調(diào)試維修操作方便等因素,將硬件劃分分為處理器、電壓電流信號采集、存儲器、顯示液晶、按鍵輸入、能量脈沖輸入、電能脈沖輸出、通訊等部分。其中,信號采集部分將電網(wǎng)電壓、電流信號整定到所允許輸入的范圍之內(nèi),存儲器采用非易失性鐵電存儲器FM25CL04,其原理框圖如圖2所示。

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3.2 主芯片選型

儀表選用專用于三相多功能電表解決方案的SOC,TERIDIAN Energy Meter IC (見圖3)。此芯片集電能計量和管理于一體,配備了1個高精度的22位Δ-ΣADC、7個模擬輸入、數(shù)字溫度補償、精密參考電壓和獨立的32位計算引擎,在超過2000:1范圍內(nèi)計量精度優(yōu)于0.1%。

而且該SOC芯片只需要極少的低成本外部元器件,極大地簡化了軟硬件設(shè)計,從而能夠高效快速的完成開發(fā)設(shè)計。

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3.3信號采集

(1)三相交流電壓、電流信號采集:

基于成本、內(nèi)部空間和0.5級精度設(shè)計的綜合考慮,電壓信號采樣選用電阻網(wǎng)絡(luò)分壓的方式,電流信號采樣選用電流互感器加電阻取樣的方式,并都采用二極管BAV199作箝位保護,其原理如圖4所示。

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