MC68HC908LJ12芯片的導(dǎo)軌式安裝三相電能表的工作原理及應(yīng)用

Model ADL-300EF Guide Rail Type Installation Three-Phase kWh Meter Design and Application
摘 要： 介紹了一款以MC68HC908LJ12 為主控芯片的導(dǎo)軌式安裝三相電能表，闡述了其工作原理、軟硬件設(shè)計(jì)方法及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并給出了在低壓配電終端的應(yīng)用實(shí)例。該電能表具有微型化的體積、模數(shù)化的結(jié)構(gòu)、一次接入和二次接入可選的靈活接線方式，可與微型斷路器配合使用，直接安裝于配電箱內(nèi)，用于低壓配電終端電能計(jì)量，實(shí)現(xiàn)了用電計(jì)量管理的自動化。
關(guān)鍵詞： 導(dǎo)軌式安裝；三相電能表；低壓配電終端
金安國1，錢旭盛2，涂時(shí)亮3
(1 上海安科瑞電氣有限公司，上海 201801；
2 南京市供電公司，江蘇 南京 210008；
3 復(fù)旦大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，上海 200433)
Abstract: Introduction was made to a guide rail installation three-phase kwh meter taking MC68H908LJ12 as main control chip. Discription was made to its working principle, software and hardware design method and product’s structural features, applied example at the terminal of low-voltage power distribution given out. The meter is with miniaturized size, A/D converting structure, selectable fl exible wiring means from primary connection to secondary connection, matching with miniaturized circuit breakers, directly installed in power distribution box, used for power energy measurement, to have realized automation of power energy masurement management.
Key words: guide rail type installation; three-phase kWh meter; low-voltage power distribution terminal JIN An-guo1, QIAN Xu-sheng2, TU Shi-liang3
（1 Shanghai Ankerui Electrical Co., Ltd, Shanghai 201801, China;
2 Nanjing Power Supply Company, Nanjing 210008, China;
3 School of Computer Science, Fudan University, Shanghai 200433, China）
0 引言
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對電的需求越來越大，電力資源緊缺和用電量不均衡的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。為緩解電力供需矛盾，提倡節(jié)約、合理地使用電能、提高全國的用電效率，已成為國家提倡構(gòu)建節(jié)約型社會的基本國策之一。
電能的消耗大量集中在低壓配電終端，為了加強(qiáng)終端電能計(jì)量的考核和管理，引導(dǎo)用戶有效、合理、均衡地利用電能，方便用戶現(xiàn)場使用和配電設(shè)施升級改造，針對傳統(tǒng)掛壁式或電氣柜式電能表在現(xiàn)場安裝接線的不便，設(shè)計(jì)一種微型化導(dǎo)軌式安裝電能表，具有測量精度高、過載能力強(qiáng)、工作電壓范圍寬、性能穩(wěn)定可靠、自身功耗低等優(yōu)點(diǎn)。并且其體積小巧，外觀簡潔，結(jié)構(gòu)模數(shù)化，可與微型斷路器配合使用安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)低壓配電終端電能計(jì)量的一體化設(shè)計(jì)、管理。

1 設(shè)計(jì)方法
1.1 硬件設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)主要由電源電路、計(jì)量電路、通信電路和主MCU控制部分組成。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。ADL-300EF型導(dǎo)軌式安裝三相電能表設(shè)計(jì)與應(yīng)用電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)電壓、電流信號通過采樣電路，送到電量計(jì)量芯片ATT7030A運(yùn)算、處理，輸出電能脈沖，MC68HC908LJ12芯片對脈沖進(jìn)行累計(jì)、存儲、顯示和管理實(shí)現(xiàn)整個(gè)電表功能[1]。

1.1.1 主控制器
主控制器為MC68HC908LJ12芯片，該芯片內(nèi)部集成了兩個(gè)16位定時(shí)器TIM1、TIM2，6通道10位ADC，串行通信接口SCI和串行外圍部件擴(kuò)展接口SPI，且具有12 KB的高速閃存FLASH和512 B的RAM存儲器，內(nèi)置鎖相環(huán)，可用低頻的32.768 kHz的晶振就可獲得32 MHz時(shí)鐘，使系統(tǒng)的抗干擾能力大大提高。擁有低電壓復(fù)位、非法操作碼復(fù)位、非法地址復(fù)位等功能，使芯片的可靠性和穩(wěn)定性大大加強(qiáng)，且自帶LCD驅(qū)動，使電路結(jié)構(gòu)更加簡化。MC68HC908LJ12芯片不但擁有強(qiáng)大的功能，而且具有很高的性價(jià)比，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種測量與控制功能，在電表中有著非常廣泛的應(yīng)用。

主控制部分是以MC68HC908LJ12芯片為核心，對其他各個(gè)模塊進(jìn)行連接、控制和管理。主控制部分原理如圖2所示。主控MCU的工作原理，實(shí)時(shí)采集電量脈沖信號并進(jìn)行累計(jì)，根據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘切換費(fèi)率，保存分時(shí)電量，進(jìn)行月電量凍結(jié)，循環(huán)顯示各時(shí)段電量。

4 結(jié)語
隨著技術(shù)的進(jìn)步，安裝簡便、抄表簡單、成本低、性能高、智能化的電力儀器儀表在低壓終端配電計(jì)量、管理中應(yīng)用越來越受歡迎，ADL-300EF型導(dǎo)軌式安裝三相電能表其微型化結(jié)構(gòu)、新穎的安裝方式、智能化的功能，十分適用于現(xiàn)代低壓配電終端電能的分時(shí)復(fù)費(fèi)率計(jì)量和低壓配電工程的一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)也節(jié)約了低壓配電施工的成本，使它的應(yīng)用更具現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。