[实用新型]一种控制柜的下位机结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气设备领域，尤其是一种控制柜的下位机结构。 

背景技术

随着我国高等教育结构的调整，高校后勤社会化已经成为高等教育发展的必然趋势。以往学生公寓普遍采用限电措施，公寓管理社会化以后，将由限制学生用电改为鼓励学生安全用电，采用限制安全功率、限制基本电费，超量收费的形式。为了加强用电管理我们采用单片微型计算机技术，设计了全自动电量计量限电控制柜，实现了公寓用电的集中控制和管理。 

发明内容

本实用新型的目的是提出一种控制柜的下位机结构，其具有结构简单，层次明了，连接便宜，维修方便等特点。 

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：下位机包括电压互感器、有源全波整流模块、有源低通滤波模块，模数转换模块、过零比较模块、逻辑门电路模块、模拟开关模块、89C52单片机模块、控制驱动模块、通讯接口模块、非易失存储模块、看门狗模块；电压互感器模块分别与过零比较模块和有源全波整流模块相连，过零比较模块与逻辑门电路模块相连，有源全波整流模块与有源低通滤波模块相连，有源低通滤波模块与模数转换模块相连，逻辑门电路模块与模拟开关模块相连，模拟开关模块、模数转换模块与89C52单片机模块相连，89C52单片机模块分别与控制驱动模块、通讯接口模块、非易失存储模块、看门狗模块相连。 

本实用新型的有益效果是：具有结构简单、计量准确可靠、运行稳定、维护量小、性能价格比高等优点，便于实现公寓用电管理的分散控制与集中管理。 

附图说明

图1本实用新型连接示意图； 

图2是有源小信号整流电路；

图3是有源低通滤波电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：如附图1所示，下位机包括电压互感器、有源全波整流模块、有源低通滤波模块，模数转换模块、过零比较模块、逻辑门电路模块、模拟开关模块、89C52单片机模块、控制驱动模块、通讯接口模块、非易失存储模块、看门狗模块；电压互感器模块分别与过零比较模块和有源全波整流模块相连，过零比较模块与逻辑门电路模块相连，有源全波整流模块与有源低通滤波模块相连，有源低通滤波模块与模数转换模块相连，逻辑门电路模块与模拟开关模块相连，模拟开关模块、模数转换模块与89C52单片机模块相连，89C52单片机模块分别与控制驱动模块、通讯接口模块、非易失存储模块、看门狗模块相连。 

 工作时，每一台下位机独立完10路电流、电压和功率因数信号的数据采集及功率计算、电量累积任务，并依据 功率计算结果和电量累积结果，对10路供电线路进行单独控制，计算结果同时存储在非易失存储器中，用于和上位机进行数据交换。上位机对各下位机进行综合管理，并承担显示、键盘、打印、设置等人机接口任务，同时上位机还可以将数据通过微机接口传输到远方公寓管理中心的管理端中。控制柜上、下位机间和上位机与公寓管理 中心的管理计算机间采用平衡传输的R4S58串行总线通讯标准，通讯距离远，抗干扰能力 强，能够实现多个公寓的用电综合管理。根据实际需要每台上位机最多可以带犯台下位机 即对最多230条供电线路实施控制。 

由电流和电压互感器输出的电流信号经过取样电阻转换为电压信号，经过全波整流电路将交流电压信号整流为脉动直流信号。为克服常规二极管整流电路门槛电压损失，采 用了由运算放大器构成的有源小信号整流电路，经过整流以后的脉动直流电压信号再经过 有源低通滤波器，得到与供电线路电流和电压成正比的电流和电压的有效值供A/D转换器 使用。有源整流与有源低通滤波器电路如图3和 图4所示。A/D转换采用10 位 11 通道 串行模数转 换器TL-IC453，其中10个通道用于固定 的电压采样，另外10个通道用于对 10条供电线路进行电流采样。功率因数测量采用相 位 比较式，将互感器输出的电流、电压信号经过零比较器 变换成TTL电平方波，然后再经过 一个与非门，得到相位差信号，输人到AT89C15的中断口上。 

UI的相位差φ所允许的时间T_φ=10ms－T_o，由于 ，因此，只 要测 出 To 的 时 间，求 出To，再按上式计算出φ， 

cosφ中亦可随 之求出。