專利名稱:電度表分時計度控制器的制作方法
本發(fā)明定名為電度表分時計度控制器是一種和現(xiàn)有電度表配合使用實現(xiàn)分時計度的電子控制器，屬于多路時間循環(huán)的可編程控制器。
現(xiàn)有電度表作為用電量計量儀表，存在一個明顯的缺點，即一天之中，不能分時間區(qū)段的不同分別計度，因而也不能分時計費。然而，用電負荷有高峰和低谷。集中用電時區(qū)就是峰區(qū)，如13時到21時30分;大部分用戶休息時區(qū)就是谷區(qū)，如深夜和凌晨。這種峰谷的存在給電廠的發(fā)電設(shè)備效率和供用電質(zhì)量帶來了影響。從經(jīng)濟角度說，同一度電，在不同的時區(qū)，其生產(chǎn)成本和使用價值都是不同的。為此發(fā)展分時電度表或者電度表分時計度控制器對節(jié)約用電和保證電網(wǎng)質(zhì)量有重要的經(jīng)濟價值。目前這種技術(shù)都是在現(xiàn)有電度表(1)上，增加一個光電式電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計度脈沖Tp發(fā)生器(2)，Tp在某種分時計度控制器配合下實現(xiàn)分時計度。現(xiàn)有的分時計度控制器技術(shù)可分二大類。一大類可以哈爾濱電表廠引進瑞士蘭迪斯·蓋爾公司專利技術(shù)生產(chǎn)的ML…246多費率電度表為代表，它采用一只KZB1型電子時間開關(guān)作分時控制器，該電子時間開關(guān)是用一只24小時走一周的指針式石英鐘，帶動一個動觸點，接通一個按時區(qū)分割的機械靜觸點盤，以實現(xiàn)分時計度控制功能。(見“電測與儀表”雜志1987年3期)這種方法存在的缺點是變換分時命令不便，時區(qū)不易分細，機械加工量大。另一大類分時計度控制器都是采用微處理器技術(shù)和芯片。如“電測與儀表”1986年7期發(fā)表的“一種新型的分時脈沖計度表”其分時控制裝置為帶微處理器的控制器。再如1987年3月上?！皩＠夹g(shù)交易會項目匯編”第84頁發(fā)表的專利申請?zhí)?6203088“可編程電能分時計量控制器”，采用可編程序RAM和CMOS電路實現(xiàn)24小時循環(huán)分時計量控制。這種類型的分時計度控制器割除了機械觸點，但每個控制器帶有微處理器CPU芯片，成本高，采用讀寫存儲器RAM存儲分時命令仍然存在變換分時命令不方便的缺點，并且存在RAM內(nèi)的分時命令被沖掉和CPU失控的危險。因此這種方法自己不得不承認“程序控制中如果萬一失控，電路自動接通平值電度表，并報警”。電路失控不能分時計度，對于目的就是要分時計度的控制器而言就意味著失敗。
本發(fā)明的目的，就是給出一種可以克服上述缺點，不用CPU，不用機械觸點，低成本、高可靠，采用只讀存儲器EPROM存儲分時命令和控制分時計度的新型電度表分時計度控制器。
本發(fā)明的工作原理(1)為電度表，(2)為電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計度脈沖Tp發(fā)生器，Tp送入電度表分時計度控制器，以實現(xiàn)分時計度。電度表分時計度控制器包括(3)、(4)、(5)分別為峰、平、谷控制門，(6)、(7)、(8)分別為有驅(qū)動器的峰、平、谷電磁脈沖計度器，控制門與電磁脈沖計度器一一對應(yīng)連接，(9)為有時間脈沖信號Tm輸出的數(shù)字或指針式石英電子鐘表。本發(fā)明的特征在于還包括一個用數(shù)塊CMOS電路組成的可對時的二進制24小時循環(huán)的時間分頻器(10)和一個只讀存儲器EPROM(11)，并且按照下述方法相連接，時間脈沖信號Tm接時間分頻器(10)的計數(shù)輸入端Cp，時間分頻器(10)的數(shù)根至十余根二進制輸出線分別與EPROM(11)的數(shù)根至十余根地址線一一對應(yīng)連接，任選的EPROM(11)的三根數(shù)據(jù)線分別與(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的一個輸入端相連，(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的另一個輸入端都和計度脈沖Tp相連。圖1中，時間分頻器(10)的Q1至Q11至11根二進制輸出線分別和EPROM(11)的A0至A10共11根地址線一一對應(yīng)連接，選擇EPROM(11)的低三位數(shù)據(jù)線D0、D1、D2分別控制由二輸入與非門組成的峰、平、谷控制門(3)、(4)、(5)。這樣，時間分頻器(10)選控了EPROM(11)的地址，就能在數(shù)據(jù)線上分時讀出已固化于EPROM(11)內(nèi)的分時命令，并用于分時計度控制。
本控制器的進一步特征是時間分頻器(10)有對時按鈕AN，CMOS電路的二進制串行計數(shù)器IC1，四輸入與非門IC2，二輸入與門IC3組成。圖1中，IC1為一塊12位串行計數(shù)器。由于24小時等于1440分，1440＝1024+256+128+32，并假設(shè)時間脈沖信號Tm的周期為1分鐘，故選擇IC1的對應(yīng)輸出端Q11、Q9、Q8、Q6接到IC2的輸入端，則IC2的輸出Y＝
Q11·Q9·Q8·Q6，再經(jīng)過IC3送到IC1的清零端CY，以實現(xiàn)每24小時自動循環(huán)計時控制。每按一下對時按鈕AN也能向CY發(fā)一個清零脈沖，實現(xiàn)了對時到0點的功能。
EPROM(11)存儲分時命令的原理結(jié)合圖5舉例說明之。
由于本電路中是過0點對時，對IC1清零，故任一時間與0點的差值，以分為單位化成二進制數(shù)即為時鐘分頻器IC1輸出電平。又因為峰、平、谷控制門(3)、(4)、(5)均為與非門，EPROM數(shù)據(jù)線讀出的“1”電平就可控制其開通，讓Tp信號分時計度，故只要根據(jù)表中前二項的分時命令，在EPROM內(nèi)按IC1控制的地址區(qū)段內(nèi)固化入對應(yīng)的D2、D1、D0數(shù)據(jù)。例如表中08∶00-00∶00＝08∶00，即480分為二進制數(shù)“00111100000”對應(yīng)的16進制數(shù)為01E0H，11時對應(yīng)為0294H，由于0點到8點為谷區(qū)，應(yīng)該只有(5)開通，故應(yīng)D2＝“1”，應(yīng)在EPROM的0000H到01DFH地址內(nèi)全部固化進數(shù)據(jù)04H(假設(shè)不用的高五位數(shù)據(jù)全部為零)。8點到11點為峰區(qū)，EPROM的D0＝“1”，故應(yīng)在EPROM的01E0H至0293H內(nèi)全部固化進數(shù)據(jù)01H。按照表中分時命令全部固化進EPROM后，在實時運行時EPROM在時間分頻器的控制下，就能可靠地發(fā)出分時控制訊號，實現(xiàn)準(zhǔn)確的分時計度。
采用本電度表分時計度控制器，由于割除了微處理器CPU和RAM，就不存在程序失控和分時命令被沖掉的危險，使用一個時間分頻器和一個EPROM作控制器核心，既十分可靠，成本又極低。由于電度表分時命令是有供電部門統(tǒng)一掌握的，所以一臺EPROM擦抹器和一臺固化EPROM的單板微機，可為一個供電網(wǎng)提供分時命令。在現(xiàn)場變換分時命令，只要扦拔一塊EPROM，十分方便。必要時，還可用開關(guān)選擇EPROM不同地址區(qū)來變換分時命令。
圖1為電度表分時計度控制器原理總方框圖。圖2為本控制器的一種面板布置圖。圖3為電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計度脈沖Tp發(fā)生器電路圖。圖4為有驅(qū)動器的峰、平、谷電磁脈沖計度器電路圖，圖5為EPROM分時命令例表。
按照本電度表分時計度控制器的一種面板布置如圖2，其外形尺寸約為長160mm，寬80mm，厚160mm，左側(cè)為峰、平、谷電磁脈沖計度器顯示窗，右上方為一只指針式石英鐘，右下方為對時按鈕。圖3中P為電度表(1)的轉(zhuǎn)盤，其上劃有紅外線發(fā)訊線。G為紅外光敏發(fā)光組合管，型號G1908;IC4為電壓比較器SF339，用作對發(fā)光管G檢測到的光電信號整形并輸出計度脈沖Tp。圖4中BG為晶體三極管3CG5，用作驅(qū)動器;J為分時計度用的電磁脈沖計度器，型號DJ2。圖1中(6)、(7)、(8)三部份各用一個圖4表示的電路，以達到分時計度。附圖中的其它器件的型號IC1為CC4040，IC2為CC4012，IC3為CC4081;(11)為EPROM2716，(3)、(4)、(5)合用一片4二輸入與非門CC4011;R1、R2、R3、R4、R5、R6為金屬膜電阻RJ-0.125W，阻值分別為10K、4.3K、15K、1K、10K、2K歐姆;d1、d2為晶體二極管，型號分別為2AP1、2CZ52;AN為按鈕KZJ1;V+1、V+2為二組直流電源，分別為5伏和12伏。
允許時，平區(qū)計度顯示可以不裝，有原電度表計度值計算得到，計算公式為平區(qū)計度＝原電度表計度-峰區(qū)計度-谷區(qū)計度必要時整套電度表分時計度控制器可以按裝于現(xiàn)有電度表內(nèi)，外形可稍加變動，組成一個帶分時計度控制器的電度表。石英鐘表的顯示部份亦可省去。
權(quán)利要求
1.電度表分時計度控制器是一種和現(xiàn)有電度表配合使用實現(xiàn)分時計度的電子控制器，屬于多路時間循環(huán)的可編程控制器。(1)為電度表，(2)為電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計度脈沖Tp發(fā)生器，Tp送入電度表分時計度控制器，以實現(xiàn)分時計度。電度表分時計度控制器包括(3)、(4)、(5)分別為峰、平、谷控制門，(6)、(7)、(8)分別為有驅(qū)動器的峰、平、谷電磁脈沖計度器，控制門與電磁脈沖計度器一一對應(yīng)連接，(9)為有時間脈沖信號Tm輸出的數(shù)字或指針式石英電子鐘表。本發(fā)明的特征在于還包括一個用數(shù)塊CMOS電路組成的可對時的二進制24小時循環(huán)的時間分頻器(10)和一個只讀存儲器EPROM(11)，并且按照下述方法相連接，時間脈沖信號Tm接時間分頻器(10)的計數(shù)輸入端Cp，時間分頻器(10)的數(shù)根至十余根二進制輸出線分別與EPROM(11)的數(shù)根至十余根地址線一一對應(yīng)連接，任選的EPROM(11)的三根數(shù)據(jù)線分別與(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的一個輸入端相連，(3)峰、(4)平、(5)谷控制門的另一個輸入端都和計度脈沖Tp相連。
2.按照權(quán)利要求
1.所述的電度表分時計度控制器的進一步特征是時間分頻器(10)有對時按鈕AN、CMOS電路的二進制串行計數(shù)器IC1、四輸入與非門IC2、二輸入與門IC3組成。
專利摘要
電度表分時計度控制器是一種和現(xiàn)有電度表配合使用實現(xiàn)分時計度的電子控制器，屬于多路時間循環(huán)的可編程控制器?，F(xiàn)有電度表增加轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計度脈沖Tp發(fā)生器，Tp按時區(qū)進行分時計度。本控制器的特征是有一個CMOS的可對時的二進制24小時循環(huán)的時間分頻器直接控制一片存儲有分時命令的只讀存儲器EPROM的地址線，EPROM讀出的數(shù)據(jù)直接控制分時計度控制門實現(xiàn)分時計度，其優(yōu)點是成本低，高可靠，變換分時命令方便。
文檔編號G01R11/00GK87101043SQ87101043
公開日1988年12月7日 申請日期1987年5月20日
發(fā)明者唐建國 申請人:無錫市電子技術(shù)應(yīng)用研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan