基于MODBUS的电力仪表监控系统技术方案

一种基于MODBUS的电力仪表监控系统，包括：下位机仪表和监控主机；其中下位机仪表又包括采样板、显示主板和电源板；监控主机中又包括液晶和LED显示、输入单元、微处理器、存储器和RS-485收发电路；下位机仪表中的485通讯转换板与RS-485收发电路通过485总线相连。本实用新型专利技术提供全方位的测量功能，如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等基本电参数。还具有很强的扩展功能，如摇信输入、可编程继电器输出、以及两路RS485/MODBUS通讯，可对仪表进行组网管理。用户可以方便的对继电器输出进行编程，实现自动控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于MODBUS的电力仪表监控系统，包括：下位机仪表和监控主机；其中下位机仪表又包括采样板、显示主板和电源板；监控主机中又包括液晶和LED显示、输入单元、微处理器、存储器和RS-485收发电路；下位机仪表中的485通讯转换板与RS-485收发电路通过485总线相连。本技术提供全方位的测量功能，如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等基本电参数。还具有很强的扩展功能，如摇信输入、可编程继电器输出、以及两路RS485/MODBUS通讯，可对仪表进行组网管理。用户可以方便的对继电器输出进行编程，实现自动控制。【专利说明】基于MODBUS的电力仪表监控系统
本技术涉及电力监控的
，具体说是一种基于MODBUS的电力仪表监控系统。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，工业现场中出现了各种各样的工业仪表。工业仪表的产生和应用，不仅提高了工厂的生产效率，更影响着整个国家的工业化进程，从一定程度上讲，工业仪表的发展从侧面反映了现代工业的发展程度。 电力产业是基础能源行业中最重要的一个分支，它不仅与人们的日常生活息息相关，而且与国家的社会稳定和经济安全密切相关，在国民经济发展中占有举足轻重的地位。随着各种家用电器及各种工业用电设备的急剧增加，电网的整体规模也越来越大，电网中的用电单元与用电结构越来越复杂，对整个电网的管理要求也越来越高。随着电力电子行业的不断发展，不管是国家电网管理部门还是用电客户，都对电力网络的监控系统提出了更为严格的要求，这就需要电力仪表承担更加重要的任务。比如，为引导客户合理安排用电时间，避开用电高峰期，减小整个电网的尖峰负荷，使电能得到更均衡、更有效的利用，需要对用户的用电量进行分时分段计量；为了对某个用电设备或者用电单元的用电信息实时监控、远程操作，需要电力仪表具有远程通信的功能；又如，希望电力仪表系统有电费自动结算及远程抄表功能，以节省人力成本，并避免高压系统下人工抄表的不安全性等。同时，随着经济社会的发展，电量交易越来越频繁，交易量也越来越大，供求双方都希望自身的利益有所保障，因此，电力仪表数据的可靠传输显得非常重要。 普通的电力仪表结构简单，功能单一，要想扩展其功能并提高其准确度已经不可能。另一方面，单片机技术、总线技术及网络技术已日渐成熟，为多功能仪表及其监控系统的发展提供了有利条件。 最早交流电的测量普遍采用的是感应式机械仪表，其主要是通过机械原理来测量电量数据。由于自身原理及结构的限制，感应式机械仪表反应迟钝，精度低，稳定性差，随着工业技术的发展，这种仪表远不能满足人们的需求，因此模拟电子仪表应运而生。 模拟电子仪表是通过基本的模拟电路带动指针转动来指示电量数据，如实验室内的老式电压表、压力表、电流表、功率表等都属于模拟电子仪表，这类仪表相对于机械式仪表有了很大改进，但是仍然存在诸多问题，如重复校准、零点漂移、读数困难、电路老化对精确度影响大等。 数字仪表的产生很大程度上解决了以上问题，它主要是通过A/D采样电路将输入的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号以数值的形式显示出来。数字电子仪表响应速度较快，精度较高，数据读取清晰直观，消除了人为读数带来的误差。 当前，国内智能仪表正处于迅猛发展阶段，但仪表综合管理监控系统还处于研发和简单应用阶段，很多中小规模应用场合只有仪表，没有综合管理监控系统。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于MODBUS的电力仪表监控系统。 本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是: 本技术的基于MODBUS的电力仪表监控系统，包括:下位机仪表和监控主机；其中下位机仪表又包括采样板、显示主板和电源板，采样板中的电压采样电路和电流采样电路分别与计量芯片相连，显示主板中的铁电存储器、按键输入电路、数码管显示电路和LED控制电路分别与下位微处理器相连接，电源板中的开关电源与485通讯转换板相连，计量芯片通过SPI总线与下位微处理器相连，开关电源与下位微处理器通过供电电路相连，485通讯转换板与下位微处理器数据连接；监控主机中又包括液晶和LED显示、输入单元、微处理器、存储器和RS-485收发电路，其中微处理器与液晶和LED显示、输入单元、存储器、RS-485收发电路分别相连接；485通讯转换板与RS-485收发电路通过485总线相连。 本技术还可以采用以下技术措施: 所述的采样板中的计量芯片的型号为ATT7022B。 所述的下位微处理器的芯片型号为Atmega32。 所述的铁电存储器的芯片型号为FM25040。 所述的数码管显示电路中采用三个四联TM1640芯片。 所述的LED控制电路的芯片型号为74HC595。 所述的485通讯转换板采用MAX485作为主驱动芯片，用两个高速光耦6N137传输信号并进行电气隔离，同时采用B0505进行外部电源隔离。 所述的监控主机中微处理器的芯片型号为PIC24架构。 所述的监控主机中还设置有与微处理器相连接的热敏打印机和语音输出。 所述的语音输出包括WT588D-20SS语音芯片、25Pxx存储器和扬声器。 本技术具有的优点和积极效果是: 本技术的基于MODBUS的电力仪表监控系统中，通过下位机仪表的检测三相电参量及存储累积电能，并把采集到的电量数据通过RS-485总线传送给监控主机，监控主机对数据进行统一管理并执行最后的输出功能。本技术是集监控报警、故障提示、分时计费、远程抄表、电费打印为一体的综合监控管理设备，使电力监控中的人机交互更加方便，也更为人性化。本技术提供全方位的测量功能，如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等基本电参数。还具有很强的扩展功能，如摇信输入、可编程继电器输出、以及两路RS485/M0DBUS通讯，可对仪表进行组网管理。用户可以方便的对继电器输出进行编程，实现自动控制。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的基于MODBUS的电力仪表监控系统的示意图； 图2是本技术的基于MODBUS的电力仪表监控系统中下位机仪表的结构示意图； 图3是本技术的基于MODBUS的电力仪表监控系统中监控主机的结构示意图。 【具体实施方式】 以下参照附图及实施例对本技术进行详细的说明。 如图1至图3所示，本技术的基于MODBUS的电力仪表监控系统，包括:下位机仪表和监控主机；其中下位机仪表又包括采样板、显示主板和电源板,采样板中的电压采样电路和电流采样电路分别与计量芯片相连，显示主板中的铁电存储器、按键输入电路、数码管显示电路和LED控制电路分别与下位微处理器相连接，电源板中的开关电源与485通讯转换板相连，计量芯片通过SPI总线与下位微处理器相连，开关电源与下位微处理器通过供电电路相连，485通讯转换板与下位微处理器数据连接；监控主机中又包括液晶和LED显示、输入单元、微处理器、存储器和RS-485收发电路，其中微处理器与液晶和LED显示、输入单元、存储器、RS-485收发电路分别相连接；485通讯转换板与RS-485收发电路通过485总线相连。 显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MODBUS的电力仪表监控系统，其特征在于，包括：下位机仪表和监控主机；其中下位机仪表又包括采样板、显示主板和电源板，采样板中的电压采样电路和电流采样电路分别与计量芯片相连，显示主板中的铁电存储器、按键输入电路、数码管显示电路和LED控制电路分别与下位微处理器相连接，电源板中的开关电源与485通讯转换板相连，计量芯片通过SPI总线与下位微处理器相连，开关电源与下位微处理器通过供电电路相连，485通讯转换板与下位微处理器数据连接；监控主机中又包括液晶和LED显示、输入单元、微处理器、存储器和RS‑485收发电路，其中微处理器与液晶和LED显示、输入单元、存储器、RS‑485收发电路分别相连接；485通讯转换板与RS‑485收发电路通过485总线相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵士同，
申请(专利权)人：天津金豹科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12