一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构制造技术

技术编号:19338213 阅读:31 留言:0更新日期:2018-11-07 12:34
本发明专利技术公开了一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构,它包括计量芯和管理芯,计量芯与管理芯通过SPI接口进行数据交互;解决了现有电能表其它功能部分的改变、故障或失效很容易导致计量部分的改变、故障或失效,电力市场政策、营销及客户需求发生变化时无法实现远程在线升级,频繁进行批量更换或返厂造成资源大量浪费等技术问题,提出了一种可满足智能电网发展和电力体制改革对电能表功能扩展和变化要求的技术解决方案,为电能表功能需求的变更或升级节省资源及成本;保证法制计量的独立性、可靠性,减少电能表法制计量故障,具有良好的经济效益。

A hardware separation structure for metering and non legal functions of electric energy meter

The invention discloses a hardware separation structure for the legal metering and illegal function of an electric energy meter, which includes a metering core and a management core, and the metering core and the management core interact with each other through the SPI interface. It solves the problem that the change, failure or failure of other functional parts of the existing electric energy meter can easily lead to the change, failure or failure of the metering part. When the power market policy, marketing and customer demand change, it is impossible to achieve remote online upgrade, frequent batch replacement or return to the factory, resulting in a large amount of waste of resources and other technical problems. A technical solution to meet the requirements of smart grid development and power system reform for the expansion and change of power meter function is proposed. The change or upgrade of the function demand of electric energy meter saves resources and costs, guarantees the independence and reliability of legal metering, reduces the faults of legal metering of electric energy meter, and has good economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构
本专利技术属于电能计量
,尤其涉及一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构。
技术介绍
:现有运行电能表将计量和其它功能一体化设计,其它功能部分的改变很容易影响到计量功能,其损坏或失效也容易导致计量部分的损坏或失效,即可能会出现其它功能部分故障导致计量功能故障的现象;其次若电力市场政策、营销及客户需求发生变化,无法实现远程在线升级,大量电能表面临批量更换或返厂,然而实际上更换或返厂后的电能表,其法制计量功能并未发生实质性变化,只是增加或改变了某些具体的功能性需求;另外按目前电能表设计,单一芯片容量剩余空间不大,新增功能会导致程序溢出,从而导致整表更换,产品复用率差,频繁更换会造成资源大量浪费。
技术实现思路
:本专利技术要解决的技术问题:提供一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构,以解决现有技术的电能表采用一体化设计存在的功能部分的改变、故障或失效很容易导致计量部分的改变、故障或失效,电力市场政策、营销及客户需求发生变化时无法实现远程在线升级,可能会频繁进行批量更换或返厂造成资源大量浪费等技术问题。本专利技术技术方案:一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构它包括计量芯和管理芯,计量芯与管理芯通过SPI接口进行数据交互。管理芯作为主SPI,计量芯作为从SPI,SPI接口包括:CS信号线:当发生下降沿跳变时表示数据通信开始,当发生上升沿跳变时表示数据通信结束;SCLK信号线:管理芯提供的SPI通信时钟信号线;DIN信号线:用于计量芯接收管理芯通信数据线;DOUT信号线:用于计量芯传送数据给管理芯通信数据线。所述计量芯包括计量MCU,电压电流采用单元与计量芯片连接,计量芯片通过光耦隔离与计量MCU连接;flash模块、EEPROM模块、RS485接口和脉冲输出接口分别与计量MCU连接。管理芯作为功能模块它包括:管理MCU,管理MCU分别与上行通讯模块、下行通讯模块、RS485接口、远红外通讯接口、显示电路、按键电路、存储电路、开盖检测电路、负荷开关控制电路、报警输出电路和ESAM电路连接。本专利技术的有益效果:本专利技术可用于实现电能表计量部分与功能部分硬件的彻底分离、独立运行,实现不影响法制计量功能前提下进行电能表应用功能、通讯模块、结构的灵活配置及在线升级,不需要整表更坏只需更换模块;解决了现有电能表其它功能部分的改变、故障或失效很容易导致计量部分的改变、故障或失效,电力市场政策、营销及客户需求发生变化时无法实现远程在线升级,频繁进行批量更换或返厂造成资源大量浪费等技术问题,提出了一种可满足智能电网发展和电力体制改革对电能表功能扩展和变化要求的技术解决方案,为电能表功能需求的变更或升级节省资源及成本;保证法制计量的独立性、可靠性,减少电能表法制计量故障,具有良好的经济效益。附图说明:图1为本专利技术系统示意图;图2为本专利技术计量芯组成结构示意图;图3为本专利技术管理芯组成结构示意图;图4为本专利技术硬件平台化、模块化结构示意图;图5为本专利技术管理芯和计量芯通信接口示意图。具体实施方式:一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构它包括计量芯和管理芯,计量芯与管理芯通过SPI接口进行数据交互。管理芯作为主SPI,计量芯作为从SPI,SPI接口包括:CS信号线:当发生下降沿跳变时表示数据通信开始,当发生上升沿跳变时表示数据通信结束;SCLK信号线:管理芯提供的SPI通信时钟信号线;DIN信号线:用于计量芯接收管理芯通信数据线;DOUT信号线:用于计量芯传送数据给管理芯通信数据线。所述计量芯包括计量MCU,电压电流采用单元与计量芯片连接,计量芯片通过光耦隔离与计量MCU连接;flash模块、EEPROM模块、RS485接口和脉冲输出接口分别与计量MCU连接。管理芯作为功能模块它包括:管理MCU,管理MCU分别与上行通讯模块、下行通讯模块、RS485接口、远红外通讯接口、显示电路、按键电路、存储电路、开盖检测电路、负荷开关控制电路、报警输出电路和ESAM电路连接。下面结合附图对本专利技术技术方案进一步说明:附图中:附图标记:1、FLASH1,2、EEPROM1,3、计量芯RS485,4、多功能口输出(时钟、电能脉冲),5、超级电容,6、RTC,7、时钟电池,8、计量芯片,9、电压采样、电流采样,10、光耦隔离;图3为本专利技术非法制计量芯部分示意图,图中标号:11、FLASH2,12、EASM,13、EEPROM2,14、管理芯RS485,15、远红外,16、背光、指示灯,17、时钟电池,18、RTC,19、显示、按键,20、负控,21、上行模块,22、下行模块;一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构,电能表由基表和功能模块结构组成,所采用的“双芯”策略(见图1)包括计量芯(法制计量部分,即基表部分)和管理芯(非法制计量部分,即功能模块结构部分)。所采用的“双芯”的策略实现了计量芯和管理芯物理上的彻底分离、独立运行,以保证法制计量安全、可靠,双芯之间通过SPI接口进行数据交换,管理芯的故障不影响计量芯的正常运行。“双芯”内部预留通信接口,可方便插装和测试,实现计量芯部分、管理芯部分分离的测试,管理芯作为主SPI,计量芯作为从SPI(见图5),CS:管理芯给计量芯选信号线,当发生下降沿跳变时表示数据通信开始,当发生上升沿跳变时表示数据通信结束;SCLK:管理新提供的SPI通信时钟信号线;DIN:计量芯接收管理芯通信数据线;DOUT:计量芯传送数据给管理芯通信数据线。所述计量芯(见图2)主要承担电能计量任务,同时具备数据存储、脉冲指示、全失压、电源异常事件检测等功能,具备独立RS485通信接口,用于法制数据的溯源。计量芯由计量功能及相关组件组成,具体包括:电压采样、电流采样、计量MCU、计量芯片、存储单元、RS485及红外通信、脉冲输出、RTC、显示等,计量芯独立运行,法制认证,出厂后不允许改变和进行软件升级。计量MCU部分,即基表部分,提供电量、时钟等法制数据,包括时钟源,并输出电能脉冲及时钟脉冲信号,电量按等间隔时间保存历史数据用于电量追溯。计量芯片采用光耦合隔离与计量MCU进行计量数据传输。脉冲输出接口包括电能脉冲输出、秒脉冲输出及时段投切三种功能(三相还包括需量周期)共用一个接口,可通过软件设置进行切换,提高了结构件利用率。时钟电池可更换,支持计量芯RTC持续正确工作10年以上,时钟电池有故障时,有备用措施(如超级电容)支持RTC在-40℃-70℃正常工作2日以上。计量芯具备一路独立RS485接口,用于法制数据溯源。可输出与所计量电能量成正比的光脉冲和电脉冲;光脉冲采用高亮、长寿命LED器件,电脉冲输出有电气隔离,并能从正面采集。所述管理芯(见图3)作为功能模块,主要承担整表的管理任务,包括费控显示、对外通信、事件记录、数据冻结、负荷控制等任务。电力市场政策、营销需求变化和用电市场放开导致供电公司和客户出现多样化需求,可通过远程升级程序的方式进行管理芯功能升级。管理芯涉及收费的功能,可通过计量芯基础冻结电能进行校核。管理芯由其它功能模块结构组成,实现其他非法制应用性功能,具体包括:管理MCU、上行通讯模块(PLC、微功率无线等)、下行通讯模块(M-Bus、ZIGBEE、LORA等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构,其特征在于:它包括计量芯和管理芯,计量芯与管理芯通过SPI接口进行数据交互。

【技术特征摘要】
1.一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构,其特征在于:它包括计量芯和管理芯,计量芯与管理芯通过SPI接口进行数据交互。2.根据权利要求1所述的一种电能表法制计量和非法制功能硬件分离结构,其特征在于:管理芯作为主SPI,计量芯作为从SPI,SPI接口包括:CS信号线:当发生下降沿跳变时表示数据通信开始,当发生上升沿跳变时表示数据通信结束;SCLK信号线:管理芯提供的SPI通信时钟信号线;DIN信号线:用于计量芯接收管理芯通信数据线;DOUT信号线:用于计量芯传送数据给管理芯通信数据线。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:张秋雁丛中笑李鹏程张俊玮丁超岑远洪邵峥文秀
申请(专利权)人:贵州电网有限责任公司
类型:发明
国别省市:贵州,52

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1