集散式负荷控制器
专利汇可以提供集散式负荷控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型是一种 电 力 负荷 控制装置。可从220V电力线接收数据和命令作集中控制方式运行，也可作分散控制方式运行，且集中控制优先。设有带通 滤波器 、电度变送器，用电定量 电路 、分时计价电路、掉电控制及解除电路、扩展 接口 电路、插拔式编程 键盘 、编辑接口、数据接口，本实用新型具有用电定量、分时计价、分级控制、掉电控制与解除、打印制表等管理功能，传输效率高，成本低廉。，下面是集散式负荷控制器专利的具体信息内容。
1、一种用于电力供电系统的集散式负荷控制器它由带通滤波器1、电度变送器2、掉电控制电路3、掉电解除电路4、单片微型计算机5、定时电路6、限电时区显示电路7、显示电路8、继电器10、EPROM芯片11、RAM芯片12、打印机15、数据接口16、分时电度指示器27、地址锁存器28、电源26及箱体组成；带通滤波器1、电度变送器2、掉电控制电路3、掉电解除电路4、定时电路6、RAM芯片12、数据接口16、分别与单片微型计算机5相接，数据接口16与打印机15相接，EPROM芯片11与RAM芯片12相接并通过地址锁存器28与单片微型计算机5相接，其特征在于：还设有扩展接口电路14、插拔式编程键盘9、编辑接口13；扩展接口电路14与单片微型计算机5相接，插拔式编程键盘9的输出端通过编辑接口13与扩展接口电路14相接，限电时区显示电路7、显示电路8、继电器10、数据接口16的输入端分别与扩展接口电路14相接，分时电度指示器27的输入端与数据接口16的输出端相接，掉电控制电路3与RAM芯片12相接。
2、根据权利要求1所述的集散式负荷控制器其特征在于所述带通滤波器1由运算放大器组成的窄带通滤波器、比较器组成的整形电路及光电耦合器构成，其一端与220V电力线相接，另一端与单片微型计算机5相接。
3、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述插拔式编程键盘9由多个按键23、底盘24、固定件25、编辑接口的插接件的插头13a构成或由组合式键盘构成，插头13a可以通过电缆线与按键23相接。
4、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述扩展接口电路14由键盘显示器接口电路、译码电路、驱动电路及反相器构成。
5、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述继电器10由磁电式脉冲继电器构成，每组一只继电器，每只继电器至少有一常开一常闭接点，其中一组继电器的接点接至报警接线端子；至少有两组继电器的接点接至用电户各级负荷开关的接线端子，作为分级控制和用电量控制的公用开关。
6、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述分时电度指示器27由电子式或电磁式计数器构成，每个时区至少有一组计数器。
7、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述电度变送器2由功率变送器、V／F变换器及光电耦合器构成，也可由脉冲电度表构成。
8、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述单片微型计算机5可由48系列、51系列单片微型计算机构成。
9、根据权利要求1所述的集散式负荷控制器其特征在于所述定时电路6由晶体振荡器、分频电路构成。
10、根据权利要求9所述的集散式负荷控制器其特征在于：其中定时电路6所述晶体振荡器、分频电路由手表专用晶体振荡器及其分频电路构成。
11、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述打印机由微型打印机构成。
12、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述掉电控制电路3和掉电解除电路4由电压检测电路和电池组构成；掉电控制电路3、掉电解除电路4也可由一组比较器和电池组构成。
13、根据权利要求1或2所述的集散式负荷控制器其特征在于所述数据接口16由门逻辑电路及插接件构成。
本实用新型是一种用于电力供电系统对电力负荷进行控制的装置。
一九八七年我国从瑞士Zellweger公司引进了音频负荷控制系统。该系统由中央机、地方机、发射机、注入系统及接收机组成。用于电力供电系统作为计划用电、限电调峰使用，避免大面积的拉闸限电。该系统中的接收机没有分散管理功能，只能通过发射机、注入系统受命于中央机或地方机，作为对工业用电进行分级限电到户的控制。目前国内推出一种具有用电定量分散管理功能的接收机，和引进产品一样其编程部分为一编程器，编程器是一单独产品，有自己的程序系统，价格昂贵，也不具有分时计价管理功能。对供电系统的经济运行非常不利。
本实用新型的目的是针对上述接收机的缺点和不足，提出一种具有廉价编程键盘的既可进行远方集中控制，又可进行分散管理；既可远方修改数据和命令，又可在当地修改数据和命令且具有用电定量、分时计价、分级控制、打印制表功能于一体的集散式负荷控制器。以使其在电力用电管理中发挥更好的作用。
本实用新型的目的是这样实现的：
集散式负荷控制器由带通滤波器1、电度变送器2、掉电控制电路3、掉电解除电路4、单片微型计算机5、定时电路6、限电时区显示电路7、显示电路8、继电器10、EPROM芯片11、RAM芯片12、打印机15、数据接口16、分时电度指示器27、地址 锁存器28、电源26及箱体组成；带通滤波器1、电度变送器2、掉电控制电路3、掉电解除电路4、定时电路6、RAM芯片12、数据接口16分别与单片微型计算机5相接，数据接口16与打印机15相接，EPROM芯片11与RAM芯片12相接并通过地址锁存器28与单片微型计算机5相接，其特征在于：还设有扩展接口电路14、插拔式编程键盘9、编辑接口13；扩展接口电路14与单片微型计算机5相接，插拔式编程键盘9的输出端通过编辑接口13与扩展接口电路14相接，限电时区显示电路7、显示电路8、继电器10、数据接口16的输入端分别与扩展接口电路14相接，分时电度指示器27的输入端与数据接口16的输出端相接，掉电控制电路3与RAM芯片12相接。
带通滤波器1是集散式负荷控制器的信号接收部件。它的输入端与220V电力线相接，输出端与单片微型计算机5相接，它由运算放大器组成的窄带通滤波器、比较器组成的整形电路和光电耦合器构成。带通滤波器从220V电力线中检出控制命令和数据送给单片微型计算机5。
单片微型计算机5、EPROM芯片11、RAM芯片12、地址锁存器28是集散式负荷控制器的核心部件，是完成计算、存贮随机数据和执行程序的环节。单片微型计算机5可由48系列、51系列、的单片微型计算机构成。EPROM芯片11和RAM芯片12是集散式负荷控制器的存贮部件，用来存贮程序和存放随机数据。
电度变送器2是集散式负荷控制器的计量部件，它采用高稳定度、高精度两单元功率变送器和高稳定度V／F变换器及光电耦合器组成，也可由脉冲电度表组成。电度变送器的精度可达1％。 电度变送器输出脉冲数正比于电度量。
定时电路6是集散式负荷控制器的时钟环节，它由晶体振荡器、分频电路构成。输出时钟脉冲给单片微型计算机。
数据接口16是集散式负荷控制器的数据接口部件，由门逻辑电路、光电耦合器和插接件构成。是为现场读取数据、数据返送传输、分时电度指示及打印制表提供的接口。
打印机15由微型打印机构成，是集散式负荷控制器的打印输出部件。
扩展接口电路14的输出端分别与限电时区显示电路7、显示电路8、编辑接口13、继电器10、数据接口16相接。扩展接口电路由键盘显示器接口电路、译码电路、驱动电路及反相器构成。它一方面建立与单片微型计算机的通讯联系；一方面可驱动限电时区显示电路7、显示电路8、继电器10，通过数据接口16驱动分时电度指示器27，监视编辑接口13的状态，接收插拔式编程键盘9的各种数据和命令。
限电时区显示电路7、显示电路8、继电器10、分时电度指示器27是集散式负荷控制器的输出部件，负责显示各种时间数据和各种用电功率、电度值，执行分级控制、超用电定量控制、分时计价控制命令。限电时区显示电路7由共阳极或共阴极显示器组成，是本实用新型的时间显示环节。显示电路8由共阳极或共阴极显示器组成。用以显示用电定量功率值、现时分率值和月累计电度值。继电器10由磁电式脉冲继电器组成，继电器10分为多组，每组一只继电器，每只继电器至少具有一常开一常闭接点。其中有一组继电器的接点接至报警接线端子，作为报警使用；至 少有两组继电器的接点接至用电户各级负荷开关的接线端子，作为分级控制和用电定量控制的公用开关使用。
分时电度指示器27由多个电磁计数器或电子计数器构成，用来指示各时区的电度值，每个时区至少设一组计数器。
插拔式编程键盘9、编辑接口13是集散式负荷控制器的就地输入数据和命令的环节。用于设定和修改用电定量时间、分时计价时间数据、用电定量值、定义继电器状态及输入打印命令。插拔式编程键盘9由多个按键23、底板24以及插接件13组成。插接件13由插头13a和插座13b组成。插拔式编程键盘9也可由组合式键盘构成。
掉电控制电路3、掉电解除电路4是集散式负荷控制器的数据保存部件。是为集散式负荷控制器在运行中遇到突然断电或恢复供电的过程中，使单片微型计算机中的各种数据及继电器定义状态得以保存下来而设计的电路。掉电控制电路3由电压检测电路和备用充电电池组构成。以备在集散式负荷控制器处于掉电状态时能保存重要数据。掉电解除电路4由电压检测电路和开关电路构成。当集散式负荷控制器电源恢复后，负责通知单片微型计算机将RAM芯片中在掉电时保存的数据、命令恢复到原耒位置，使集散式负荷控制器恢复正常工作。掉电控制电路3、掉电解除电路4也可以由一组比较器和电池组构成。
本实用新型的箱体结构为一长方壳体。下面是底盘17。在底盘靠上部一定距离处设有两个安装孔21。底盘前面设有上盖18和下盖19。在上盖的左上方设有编辑接口13b。在编辑接口的左上 方和右下方分别设有固定件22。在上盖18的右侧面上设有数据接口16的插接件的插座。在上盖的右上方分别设有限电时区显示电路7的显示器和显示电路8的显示器。在下盖19的左上方设有锁销20。
插拔式编程键盘9的安装底板24由工程塑料制成。在其中间部分设有多个按键23，安装底板的下部设有编辑接口的插头13a，它可以通过电缆与按键23相联接，安装底板的上下两侧各有一固定件25，作为固定插拔式编程键盘9时使用。
假定集散式负荷控制器没有存贮任何数据和命令，通电后，可使用插拔式编程键盘通过编辑接口、扩展接口电路、单片微型计算机输入限电时区、用电定量值、分时计价数据，定义继电器状态及分时计价指示器的指示方式和输入打印命令，并将这些数据存入RAM中。也可通过带通滤波器从220V电力线上检出相同的数据和命令并完成以上工作。与此同时，定时电路开始向单片微型计算机输入时钟脉冲。
集散式负荷控制器总处于集中控制或分散控制之一的工作状态下运行，且集中控制优先。
当集散式负荷控制器工作在集中控制状态时，中央机或地方机发出的控制命令和数据经220V电力线进入带通滤波器，经检出后被送入单片微型计算机进行处理、运算，一方面以脉冲形式通过扩展接口电路控制继电器，以实现对用电户负荷的调整和控制。另一方面将检出的数据存入RAM中。
当中央机或地方机因故不能对集散式负荷控制器进行控制时，该集散式负荷控制器仍能对用电户的用电状态进行有效的管理。 用电户的用电量经电度变送器送到单片微型计算机中，单片微型计算机将这些数据与RAM中的数据相加后送回RAM芯片，并经处理后通过扩展接口电路送到显示器中，以显示时间、功率数值。与此同时，单片微型计算机还执行用电定量管理功能。在单片微型计算机按定时电路输出的时钟脉冲计时到已存放在RAM中的限电时区数据时，将现实功率值与存入RAM中的用电定量值相比较，当出现现时功率值大于用电定量数值时，通过展接口电路输出脉冲，接通继电器中的报警继电器发出报警。在规定的时间内，若超负荷状态依然存在，‘单片微型计算机发出脉冲通过扩展接口电路转接继电器中的相应继电器进行限电拉闸，直至现时功率值低于用电定量值时，继电器才能复位。另外，单片微型计算机还将限电时区时间数据通过扩展接口电路送到限电时区显示电路，以显示限电时区数据。
单片微型计算机可根据定时电路输出的时钟脉冲计时，并与已存入RAM中的分时计价时间数据相比较来决定通过扩展接口电路和数据接口驱动分时电度指示器中哪个计数器，其内容是由单片微型计算机将电度变送器测得的数据以脉冲的形式驱动相应分时计价时区的计数器，以达到高峰负荷时区计高价，低峰负荷时区计低价的分时计价的目的。分时计价的另一种管理办法是由单片微型计算机将电度变送器测得的数据分别存入RAM中的分时计价相应的时区中，再把这些数据通过扩展接口电路、在显示电路的显示器中显示；并可定时通过数据接口在打印机上打印出来。通过软件变化，还可实现复费计价。
当集散式负荷控制器断电时，掉电控制电路在未掉电前即检测出掉电信号，通知单片微型计算机将重要数据存入RAM芯片中，同时给RAM芯片投入备用电池，以保证这些数据和继电器定义不致丢失和改变。当电源恢复后，由掉电解除电路发出信号，通过单片微型计算机把这些数据返送回单片微型计算机原来位置，集散式负荷控制器又开始正常工作。
本实用新型既可作集中控制方式运行，又可作分散控制方式运行，且集中控制运行方式优先。本实用新型设有用电定量管理、分时计价管理、分级控制、掉电数据保持、掉电解除恢复功能，并提供了数据输出接口和打印制表功能，具有产品成本低，经济效益大等优点。不仅如此，根据我国电力系统管理的实际情况，使用本实用新型，可节省改造投资，对提高我国电力负荷管理十分有利。
图1为本实用新型的原理框图
图2为本实用新型正面图
图3为本实用新型插拔式编程键盘9的投影图
图4为本实用新型原理图
图5为本实用新型带通滤波器的原理图
现在介绍本实用新型实施例：带通滤器1的窄带通滤波器由IC1芯片、电阻R、电容C、组成，运算放大器IC1芯片可采用LM108、LM208、LM308、LM112、LM212、LM318，本实施例中采用LM308芯片，比较器由IC2芯片、电阻R、电容C、二极管D组成，IC2芯片可采用LF111系列、LH2111系列及LM2901系列本实施例中采用LM2901芯片。单片微型计算机可用48系列、51 系列中的一种，在本实施例中使用8031。EPROM芯片可使用2716、2732、2764，本实施例中使用2764芯片。RAM芯片可使用5101、6116，本实施例中使用6116芯片。地址锁存器可使用8282及74系列的74LS273、74LS373，本实施例中使用74LS373芯片。在扩展接口电路中，键盘显示器接口电路可使用8155、8279，本实施例中使用8279芯片；驱动显示器和键盘的译码器可使用74LS138；驱动器可使用8718、8708、74LS244芯片本实施例中使用8718芯片；驱动继电器和分时电度指示器的译码器使用译码器74LS154，其驱动器电路可使用功率运算放大器LM13080、定时电路用LM555、LM556、晶体管功率放大器或功率驱动器MC1413，本实施例中使用功率驱动器MC1413；扩展接口电路的反相器IC5采用与非门74LS04。本实用新型的显示器使用7段LED显示块。键盘使用组合式键盘。其插接件使用多于9线的插接件。继电器使用磁电式脉冲继电器。分时电度指示器使用电磁式计数器。掉电控制电路和掉电解除电路由比较器IC3、电阻R、二极管D、稳压管DW及电池组成，比较器IC3采用LM161芯片，电池组采用可充电电池。电度变送器2可使用功率变送器和V／F变换器做成的电度变送器，也可以使用脉冲式电度表，本实施例中使用DS864型三相有功功率脉冲电度表。定时电路6使用了手表中专用晶振及其分频电路做时钟源。数据接口电路16中的门逻辑电路IC4使用74LS04芯片。光电耦合器使用TIL117。打印机使用TPμP系列微型打印机。
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