[发明专利]智能用电定量控制器

说明书

一种智能用电定量控制器，特别是对在380V和110KV范围内不同的用电时区、不同时区内的用电量和用电最大允许负荷及用户违章用电情况进行全时区、全方位管理和控制的智能用电定量控制器。

目前，供电管理系统一般都采用磁卡作为用户卡。磁卡只能记录用户的购电量，而对用户的用电过程只予计量，不能控制。中国专利91106986.0号公开的“分时计量负荷控制柜”，虽然具有自动分时计量及峰谷负荷控制功能，但不能实现先购电，后用电，不能对用电参数进行在线设计，不能对用户违章用电的情况进行记录。

本发明的目的在于提供一种用户必须先购电后用电，而且必须按供电部门设定的时区范围、负荷限额用电，又能对用电参数进行在线设计和分时计量的智能用电定量控制器。

本发明的目的是通过下述方案来实现的：采用MCS-51系列单片机作为计量控制的核心，采用电可擦除、改写、掉电后二十年内不丢失数据的E²PROM芯片作为IC用户卡的记录载体。它不但可记载用户的购电数及购电后用电剩下的余额，还可记载供电部门设定的各项用电参数和用户违反用电参数用电的违章次数以及用户在不同时区（如每日供电的三峰一谷一平时区）耗用的电量;采用掉电后可保持数据20年的长寿命实时钟芯片DS1216作为时钟系统;采用双用户卡结构，其中一个为在用卡，另一个为备用卡，以保证对用户供电的连续性;利用单片机的外部中断技术进行各种用电参数的在线设计;利用光电门对标准机械电表的转动圈数进行用电量的计量，通过标准机械电表的转速来测量用户用电负荷的大小，以实现对用户用电信号的采样;采用固体继电器，由单片机控制已设定的用电参数的执行，超越设定的参数运行，报警系统发出警报，在限定的时间内，用户若不降低负荷，控制器会切断用户供电系统的电源。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

图1是本发明的原理方框图。从图中可以看出：智能用电定量控制器由电源板、MCS-51系列单片机、用户卡、内藏键盘、时钟系统、显示板、超负荷声报警、互感器、信号采样、合闸继电器、拉闸继电器、供电自动开关等部分组成。智能用电定量控制器由电源板经配电后供给电源，用户的用电量和用电负荷由互感器和信号采样系统把有关信号输入单片机处理。作为控制核心的MCS-51系列单片机选用了8031单片机。用户卡1和用户卡2均采用E²PROM芯片，用户须先持用户卡到供电部门购电，供电部门将用户购买的电量通过配套的写卡机写入用户卡后，将用户卡插入控制器中，方可启动合闸继电器供电，否则无法合闸供电。一旦对用户供电，控制器会对在用用户卡的电量实行倒计数，并在显示板上显示出来，当在用卡的电量所剩不多时，用户须持备用用户卡去供电部门购电，购电后将卡插入控制器中。当在用卡的电量用完后，控制器会自动转入原备用卡用电，这样原备用卡就成了在用卡，而原在用卡就成了备用卡，如此反复更替。只要用户保证任一用户卡中存有购得的有效电量并在设定的用电参数内用电，供电就可以保证是连续性的。用户卡可带电拔出和插入。内藏键盘只能由供电部门操作使用，主要用于对用户的用电时区、各时区的用电负荷等用电参数进行在线设定，这些用电参数包括当时时间、限电时区、限电负荷。这些参数一旦被设定后，用户必须在设定的参数范围内用电。在限定的时区内，用户若超过设定的负荷用电，超负荷声报警系统会发出警报，值班员及时把负荷减到设定负荷以下后，声报警解除。若值班员没有及时减低负荷，延时一段时间后，拉闸继电器会自动拉闸。拉闸后当用户将负荷减至设定的负荷范围内以后，又可启动合闸继电器供电，但控制器已记录用户违章合闸一次。每次违章合闸，控制器都有记录。当供电部门要对用户的用电情况进行查询时，控制器的显示板上会显示出当时时间、限负荷始末时间和限定负荷、用户在不同时区的用电量和用户违章合闸的次数等。供电部门亦可在用户持卡购电时，通过用户卡在写卡机上对用户用电的情况进行查询，从而为供电部门全面掌握用户的用电情况提供了依据，为不同用电时区实行不同电价提供了准确数据。本发明的时钟系统采用DS1216芯片作为实时钟，掉电后可保持数据20年不丢失。本发明的软件和硬件都可以加密，加密后，各用户的用户卡不能互换，从而为各不同单位实行不同电价提供了方便。

本发明可广泛适用于380V和110KV的供电系统之中，与已有的供电管理系统比较，本发明具有下列优点：