專利名稱：一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及供電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種采用機井式灌溉的農(nóng)業(yè)地區(qū) 排灌用一表多卡電能表一一農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路。
背景技術(shù)：
早在20世紀(jì)90年代初，國內(nèi)許多供電營銷部門和電能表制造企業(yè)開始研究、設(shè) 計、制造和推廣使用預(yù)付費的電能計量裝置。隨著逐步推廣和使用，技術(shù)上不斷更新，購電 系統(tǒng)不斷完善，目前CPU卡購電技術(shù)已經(jīng)成熟，在供電企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但應(yīng)用范圍大多 以單相電能表為主，也有少量的低壓三相預(yù)付費電能表用于農(nóng)業(yè)排灌，然而無法實現(xiàn)帶電 進行用戶用電的切換，由于高壓農(nóng)業(yè)排灌的特殊性，在排灌過程中，機站不允許停電，以防 管內(nèi)水倒流損壞電機。目前，國內(nèi)農(nóng)業(yè)排灌用預(yù)付費電能多數(shù)用于低壓三相，即使采用高壓三相預(yù)付費 計量裝置的客戶，其交費單位也只有一家，不存在多用戶用電交費的情況。而關(guān)于一個電能表可供多個CPU卡用戶使用，用電量記錄在各自的CPU卡中，當(dāng)卡 中有電量(金額)時，能正常使用電力；當(dāng)卡中電量(金額)用盡時，自動斷電的農(nóng)業(yè)排灌用一 表多卡電能表插卡電路，目前尚未見記載。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路通過下述技術(shù)方案予以實 現(xiàn)本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路包括CPU卡、卡座、CPU卡接口電 路，所述的CPU卡通過卡座與CPU卡接口電路輸入端連接，CPU卡接口電路輸出端通過插口 與電能表計量芯片MCU連接。本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下 有益效果本實用新型對排灌站用戶研制一款CPU卡一表多卡三相電能表，與帶真空開關(guān) 型預(yù)付費高壓防竊電計量箱配合使用，這是一種特殊的多用戶收費電能計量裝置，適合于 機井灌溉的場合。一個電能表可供多個CPU卡用戶使用，用電量記錄在各自的CPU卡中，當(dāng) 卡中有電量(金額)時，能正常使用電力；當(dāng)卡中電量(金額)用盡時，自動斷電。該表可以實 現(xiàn)用電戶直接向供電部門按目錄電價購電，電費回收沒有風(fēng)險，還能有效的解決用電糾紛， 非常適合機井灌溉用電等多用戶用電計費。本實用新型有針對性地解決了農(nóng)業(yè)排灌特殊用電造成電費收繳難度大的問題，并 能推廣應(yīng)用到省內(nèi)甚至省外其他地區(qū)，具有較高的實用推廣價值。本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡插卡電路有如下功能(I)CPU卡預(yù)付費電能表應(yīng)具備預(yù)收電費功能，先買電后用電，提示用戶及時購電， 欠費表計自動斷電。插卡合閘送電；拔卡斷電；電能表依據(jù)用電量(負荷)大小自動對購電 卡進行減值，余額存儲在卡上，能實現(xiàn)余額不足報警功能，傳輸媒介為CPU卡。(2)預(yù)付費電能表具備一表多卡功能。即滿足多用戶使用同一表計，用戶使用的電量，由電能表內(nèi)微電腦自動記錄在各自的CPU卡中，當(dāng)CPU卡中電量用完時，自動跳閘斷電， 用戶需再次購電方能合閘使用。(3)預(yù)付費電能表能實現(xiàn)換卡短時不停電功能。即每個電能表可與多個CPU卡配 套，甲用戶用電完畢后拔卡，乙用戶插卡用電，間隔期間不斷電，時間可設(shè)置10-60秒之間， 實現(xiàn)換卡期間表計不跳間，換卡期間(按60秒計算)電量按平均負荷計入第一用戶卡內(nèi)(可 通過插卡立即預(yù)扣60秒電量解決)。(4)預(yù)付費電能表能與高壓柱上開關(guān)配合進行斷電操作。即表內(nèi)購電量用完或拔 卡后由電能表發(fā)出跳閘信號(指令)，控制高壓柱上開關(guān)跳閘斷電。(5)預(yù)付費電能表能通過RS485接入負控終端，對負控主站發(fā)送各種實時信息，如 電壓、電流、功率、開關(guān)狀態(tài)、卡內(nèi)余度、用電量等能實現(xiàn)遠方后臺操作斷電功能。(6)表計內(nèi)具備存儲客戶用電信息功能，且記錄次數(shù)不少于1000條，記錄內(nèi)容包 括CPU卡號；對應(yīng)有、無功電量；用電起始、結(jié)束時間等相關(guān)信息，讀取方式包括液晶顯示 或通過485接口讀取。(7)電量顯示方式液晶顯示并能分別設(shè)置按鍵顯示和循環(huán)顯示。(8)專用授權(quán)的加密售電系統(tǒng)，專用的測試卡、售電卡。

本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路有如下附圖圖1為本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路CPU卡接口電路結(jié)構(gòu) 示意圖；圖2為本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路預(yù)付費插卡處理程 序流程圖；圖3為本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路預(yù)付費程序流程圖。其中1、CPU卡；2、卡座；3、CPU卡接口電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路 技術(shù)方案作進一步描述。如圖1 一圖3所示，本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路包括CPU 卡1、卡座2、CPU卡接口電路3，所述的CPU卡1通過卡座2與CPU卡接口電路3輸入端連 接，CPU卡接口電路3輸出端通過插口與電能表計量芯片MCU連接。實施例1。本實用新型CPU卡一表多卡三相電能表，與帶真空開關(guān)型預(yù)付費高壓防竊電計量 箱配合使用，這是一種特殊的多用戶收費電能計量裝置，適合于機井灌溉的場合。本實用新 型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路包括CPU卡1、卡座2、CPU卡接口電路3，所述 的CPU卡1通過卡座2與CPU卡接口電路3輸入端連接，CPU卡接口電路3輸出端通過插 口與電能表計量芯片MCU連接。如圖1所示，CPU卡接口單元主要由緩沖器U9、熱敏電阻RT6 RT11、箝位二極管 D9、D16、D17、D19 D25、雙向瞬變抑制器TVS3 TVS5、卡電源三極管Q20、Q24、和電源檢測比較器U4C等組成。緩沖器通常用來實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換、電路保護和隔離，U9是6路漏極開路的緩沖器/驅(qū) 動器，輸入輸出電平箝位，它可以用來提高隔離效果，很好地隔離不同頻率處的阻抗變化， 從而電路之間不會相互干擾?？诓灰讓Ρ韮?nèi)的其它電路造成干擾。U9的邏輯門電路U9B、 U9C、U9D、U9E分別隔離了插卡信號、卡輸出信號、MCU輸出信號、卡復(fù)位信號。熱敏電阻、箝 位二極管、雙向瞬變抑制器主要用來防止來自卡口的強電干擾。當(dāng)CPU卡被插進卡座時，卡座內(nèi)的開關(guān)SW就被CPU卡頂起而閉合，此時通過緩沖 器U9B，引起MCU的輸入端口 CPUCARD_SW的電平由高變?yōu)榈?，進而被MCU察覺到，MCU經(jīng)過確 認(rèn)后就給CPU卡加電將輸出端口 CPUCARD_PWR的電平由低設(shè)置為高，使三極管Q20導(dǎo)通， 進而使三極管QM導(dǎo)通，從而將+5V電源通過限流電阻R159、R143和卡座加到CPU卡對應(yīng) 的電源觸點上。同時檢測輸出電源是否正常，以防CPU卡損壞或短路而拉低電源輸出電壓 送入到比較器U4C，比較器的輸出端接MCU的輸入端口 CPUCARD_FAIL，如果輸出電壓異常， MCU將從CPUCARD_FAIL端檢測出低電平，接著將輸出端口 CPUCARD_PWR的電平由高設(shè)置為 低，從而關(guān)閉輸出電源，同時在LCD上顯示出來錯誤代碼005 (卡短路)。如果輸出電源正常，接著按照CPU卡的操作手冊和時序要求，MCU對CPU卡進行冷 復(fù)位的操作MCU分別改變輸出端口 CPUCARD_RST和CPUCARD_CLK的電平，通過U9E、RTlO 和RTll分別加到CPU卡對應(yīng)的復(fù)位和時鐘觸點上，MCU獲得復(fù)位信息。MCU對CPU卡進行讀 數(shù)據(jù)、密鑰認(rèn)證、寫數(shù)據(jù)的操作，和CPU卡進行數(shù)據(jù)傳輸，MCU通過異步通信發(fā)送口 CPUCARD_ TXD和U9D將數(shù)據(jù)發(fā)送到CPU卡的數(shù)據(jù)觸點上；CPU卡通過數(shù)據(jù)觸點和U9C將數(shù)據(jù)發(fā)送到 MCU的異步通信接收口 CPUCARD_RXD上。所有的數(shù)據(jù)處理完成、用戶使用完畢后，MCU給CPU卡下電將CPUCARD_P0W輸出 端口的電平由高設(shè)置為低，使三極管Q20截止，進而使三極管Q24截止，從而將+5V電源從 CPU卡座上撤除掉。之后MCU以聲和光的方式提示用戶，電表已經(jīng)處理完畢CPU卡，同時處 理結(jié)果在IXD上顯示出來，告訴用戶相關(guān)處理信息。本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路的使用方法CPU卡是售電管理部門與電能表之間傳遞數(shù)據(jù)的介質(zhì)。使用時需將其制作成 各種功能卡，才能完成表的測試、預(yù)置、開戶、購電及回抄數(shù)據(jù)等功能。根據(jù)卡的功能用 途不同，可以分為以下幾種修改密鑰卡、恢復(fù)密鑰卡、預(yù)置卡、用戶卡、檢查卡、倍率卡、 門限卡、換表卡、繼電器測試卡等，除了用戶卡以外，其他卡由售電管理部門掌握和使 用。這些功能卡的制做使用請見售電管理系統(tǒng)的幫助菜單。插入CPU卡時，請注意卡 的方向芯片應(yīng)朝向左邊，電表操作完CPU卡后，如果成功則長鳴一聲，電表同時顯示“ 9 1”和“成功”字樣；如果失敗則短鳴兩聲，同時顯示錯誤代碼(見后)。請在聲音提示之 后或用電結(jié)束后再將卡取走。本款電表可以實現(xiàn)一表多卡的功能，最多可以同時存儲16個 用戶。使用管理卡時請在用戶用電結(jié)束后進行(拔卡后延時斷電時間結(jié)束)。用戶卡的使用用戶卡分為開戶卡(初始化卡)、購電卡、補卡、銷戶卡。新購置的電能表，必須對表計進行開戶處理，并進行首次售電。由開戶卡完成初始 化操作，同一塊電表最多可以被16個不同的用戶開戶，各個用戶可以被單獨銷戶。系統(tǒng)序 列號由第一個開戶卡設(shè)置到表內(nèi)，其他用戶卡內(nèi)的系統(tǒng)序列號必須和第一個開戶卡相同。用戶卡的操作方法將用戶卡插入電能表的CPU卡插座，電表首先顯示“CBrt ”，約數(shù)秒后顯 示“90 1”，電表調(diào)出本用戶的各項數(shù)據(jù)，如果本用戶的剩余電量不小于0.01KWh*CT倍率 *PT倍率時，電卡表送出合閘信號，可以用電，以后根據(jù)本用戶的用電電量進行扣減，當(dāng)本用 戶扣減后的剩余電量小于0. 01KWh*CT倍率*PT倍率時或用戶拔卡后，電表送出跳閘信號， 切斷供電。用戶拔卡后馬上斷電還是延時斷電由事先存儲在表內(nèi)的延時時間確定。在用電 過程中，請不要隨意拔卡。如果在操作過程中出現(xiàn)錯誤，則會顯示相應(yīng)的錯誤代號。當(dāng)電 表中本用戶剩余電量的值加上本用戶卡中的購電電量如果大于囤積門時，電表不會將用戶 卡中的購電電量金額追加到電表內(nèi)，以防止囤積電量，但可以合閘用電。檢查卡的使用檢查卡可用于抄讀電表中的各用戶的用電數(shù)據(jù)和各門限值、狀態(tài)數(shù)據(jù)等。將檢測卡插入電能表的CPU卡插座，電表首先顯示“ CRrd，，，約數(shù)秒后顯示“ Soad ”，此時方可將檢查卡拔出，否則回抄數(shù)據(jù)不完整。如果在操作過程中出現(xiàn)錯誤，則會顯示 相應(yīng)的錯誤代號。繼電器測試卡的使用繼電器測試卡用于檢測表內(nèi)的報警/跳閘繼電器通斷是否正常。將繼電器測試卡插入電能表的CPU卡插座，電表首先顯示“Dlri”，報警繼電器通 斷狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，數(shù)秒后報警繼電器恢復(fù)原來的通斷狀態(tài)；接著表內(nèi)的跳閘繼電器斷開，數(shù)秒后 表內(nèi)的跳閘繼電器閉合，顯示“ Sood ”。預(yù)置卡的使用預(yù)置卡一般用于生產(chǎn)過程中或掛表前對CPU卡電表的參數(shù)進行初始化和測試。當(dāng) 預(yù)置卡中預(yù)制的購電量為零時，插表后電表將清除表內(nèi)所有的預(yù)付費用戶信息(為了方便 生產(chǎn)、測試)；如果不為零時(大于等于0.01KWh*CT倍率*PT倍率)，則插卡用電，拔卡斷 電，便于生產(chǎn)、測試，不必每塊電表都開戶后才能合閘走字。使用時需要首先按下電表的鉛 封鍵。修改密鑰卡、恢復(fù)密鑰卡的使用修改主密鑰卡用來將電表內(nèi)的ESAM模塊中的測試用密鑰修改為售電部門所要 正式使用的密鑰，恢復(fù)密鑰卡能夠?qū)⑵浠謴?fù)成測試用的密鑰。各組密鑰均是在密文狀態(tài)下 修改的。插卡后顯示“ IkicI ”方可拔卡。使用時需要首先按下電表的鉛封鍵。如果ESAM 模塊中的測試用密鑰被修改以后，某些生產(chǎn)測試用的CPU管理(功能)卡將不能使用。例如 上述的繼電器測試卡、預(yù)置卡等?，F(xiàn)場換表卡的使用選擇需要更換的電表，制作此卡。插入此卡后，即可將A表的用戶信息寫到卡上， 再插入B表，可將卡中用戶信息轉(zhuǎn)入B表。插卡后顯示“fc l”方可拔卡。使用時需要首 先按下電表的鉛封鍵。修改表號(資產(chǎn)號)卡的使用將條形碼中的廠家信息、生產(chǎn)年月、出廠編號等數(shù)據(jù)寫到卡內(nèi)。首先按下電表 的鉛封鍵，將制作成功的修改表號(資產(chǎn)號)卡插入表內(nèi)，顯示“ 9oad ”后方可拔卡。使用時 需要首先按下電表的鉛封鍵。[0050]倍率卡的使用用來修改電表內(nèi)保存的電表外接的CT倍率、PT倍率數(shù)值。使用時需要首先按下 電表的鉛封鍵。門限參數(shù)設(shè)置卡的使用用來修改電表內(nèi)囤積門限、報警門限、用戶拔卡后電表延時斷電的時間。使用時需 要首先按下電表的鉛封鍵。
權(quán)利要求1. 一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路，包括CPU卡(1)、卡座(2)、CPU卡接口電 路(3 )，其特征是所述的CPU卡(1)通過卡座(2 )與CPU卡接口電路(3 )輸入端連接，CPU 卡接口電路(3 )輸出端通過插口與電能表計量芯片MCU連接。
專利摘要本實用新型涉及供電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種采用機井式灌溉的農(nóng)業(yè)地區(qū)排灌用一表多卡電能表—農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路。本實用新型一種農(nóng)業(yè)排灌用一表多卡電能表插卡電路包括CPU卡、卡座、CPU卡接口電路，所述的CPU卡通過卡座與CPU卡接口電路輸入端連接，CPU卡接口電路輸出端通過插口與電能表計量芯片MCU連接。本實用新型有針對性地解決了農(nóng)業(yè)排灌特殊用電造成電費收繳難度大的問題，并能推廣應(yīng)用到省內(nèi)甚至省外其他地區(qū)，具有較高的實用推廣價值。
文檔編號G07F15/06GK201853281SQ20102063847
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者李向東, 李振東, 李雅男, 王玉華, 胡榮輝, 賈枬, 賈燕生, 陽波 申請人:威勝集團有限公司, 青海省電力公司電能計量中心