устройство для переключения тарифов счетчиков электроэнергии

Формула изобретения

Устройство для переключения тарифов счетчиком электроэнергии, содержащее микроЭВМ, связанную с клавиатурой, первым компаратором, первым коммутатором, блоком индикации, выполненным в виде последовательного регистра и индикатора, и соединенную двунаправленными шинами с адресным регистром, блоком постоянной памяти и таймером, блок питания, первым и вторым выходами соединенный соответственно с первым и вторым входами первого компаратора, внешний источник питания, отличающееся тем, что в него введены второй компаратор, схема запрета выборки, выполненная в виде монтажного ИЛИ, и схема перезапуска, при этом первый выход блока питания соединен с первыми входами схемы перезапуска и схемы запрета выборки, второй выход с первым входом второго компаратора и вторым входом схемы перезапуска, первый и второй выходы второго коммутатора подключены соответственно к второму входу второго компаратора и входу питания таймера, а первый и второй входы к второму выходу блока питания и выходу внешнего источника питания соответственно, выход схемы запрета выборки соединен с входом выборки таймера, к входу "Сброс" которого подключен первый выход схемы перезапуска, первый и второй входы блока питания, а также второй и третий входы первого коммутатора соединены соответственно с нулевым и фазным проводами питающей сети, выход первого коммутатора связан с управляющими входами переключения тарифов считчиков, а вход таймера, вход прерывания, вход "Сброс", выход синхронизации, выход последовательных данных, первый пятый вход-выход микроЭВМ соединены соответственно с выходом первого компаратора, выходом второго компаратора, вторым выходом схемы перезапуска, третьим входом схемы перезапуска, подключенным к первому входу последовательного регистра блока индикации, вторым входом последовательного регистра блока индикации, первым выходом клавиатуры, вторым выходом клавиатуры, управляющим входом индикатора, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам последовательного регистра блока индикации, первым входом первого коммутатора и вторым входом схемы запрета выборки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам переключения тарифов для двухтарифных счетчиков электрической энергии, и может найти применение на промышленных предприятиях, в сельском хозяйстве и индивидуальном секторе для организации многотарифного учета. При этом управление переключением тарифов производится автоматически по заданной программе.

Известны кварцевые контактные часы, состоящие из кварцевого генератора, шагового двигателя, редуктора, набора дисков времени, контактных выключателей и аккумулятора.

Кварцевый генератор формирует импульсы управления, поступающие на шаговый двигатель, который управляет через редуктор набором дисков времени. Установка времени включения и выключения контактных выключателей производится с помощью установки фиксаторов на соответствующие зубцы суточного диска времени [1]

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности (прототипом) является устройство АТЗ [2] Устройство состоит из микроЭВМ, блока индикации, таймера, клавиатуры, постоянного запоминающего устройства, внешнего источника питания, блока питания, коммутатора внешней нагрузки и компаратора.

Принцип работы устройства заключается в том, что в постоянном запоминающем устройстве хранится программа управления, микроЭВМ производит сравнение заданных параметров с информацией, поступающей из таймера, и в момент совпадения формирует сигналы управления нагрузкой, кроме этого, с помощью клавиатуры выводится на индикацию текущее время, число, месяц и год. Блок питания обеспечивает питающим напряжением все элементы схемы, внешний источник питания обеспечивает сохранение хода часов при отключении напряжения питания. Компаратор формирует сигнал аварии питания, который отслеживается микроЭВМ. В описываемом устройстве, с целью снижения потребляемой мощности, реализовано два режима индикации. Первый режим это индикация информации при начальном включении и просмотре: второй режим работы, когда индикаторы не светятся, потребляемая мощность уменьшается.

Недостатком данного устройства является то, что в момент начального включения или просмотра информации по вторичной цепи повышается ток потребления, т.к. индикаторы светятся и, возникающая в этот момент по цепи питания помеха типа "дребезг", проходит через трансформатор и попадает по вторичным цепям питания на элементы схемы. МикроЭВМ не отрабатывает аварию питания и происходит искажение информации. При работе (индикаторы не светятся) такая ситуация не возникает.

Целью изобретения является уменьшение аппаратурных затрат на организацию двухтарифного учета электрической энергии, повышение надежности и снижение потребления электрической энергии.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из микроЭВМ 1, клавиатуры 2, блока индикации 3 с последовательным регистром 4 и индикатором 5, таймера 6, регистра адреса 7, постоянного запоминающего устройства 8, блока питания 9, внешнего источника питания 10,первого и второго компараторов 13 и 14, схемы запрета выборки 15, выполненной в виде монтажного ИЛИ, схемы перезапуска 16.

При этом выходы блока питания 9 соединены соответственно со входами первого и второго компараторов 13 и 14 схемы запрета выборки 15, второго коммутатора 12, схемы перезапуска 16, выход внешнего источника питания 10 соединен соответственно со входом второго коммутатора 12, выходы второго коммутатора 12 соединены с соответствующими входами второго компаратора 14 и таймера 6, выход второго компаратора 14 соединен со входом прерывания микроЭВМ 1, выход первого компаратора 13 соединен со входом таймера 6 и микроЭВМ 1, входы/выходы микроЭВМ 1 соединены с соответствующими выходами клавиатуры 2, входом индикатора 5, блока индикации 3 входом первого коммутатора 11 и схемы запрета выборки 15, выход схемы запрета выборки 15 соединен с соответствующим входом таймера 6, входы сброс таймера 6 и микроЭВМ 1 соединены с соответствующими выходами схемы перезапуска 16 соединен со входом последовательного регистра 4 и выходом синхронизации микроЭВМ 1, выходы последовательного регистра 4 соединены с соответствующими входами индикатора 5, выходы регистра адреса 7 соединены с соответствующими входами постоянного запоминающего устройства 8, вход питания таймера 6 соединен с выходом второго коммутатора 12; микроЭВМ 1, регистр адреса 7, постоянное запоминающее устройство 8, таймер 6 соединены между собой соответственно шинами управления и регистром адреса данных 7.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на блок питания 9, схема перезапуска 16 выдает сигнал сброса на таймер 6 и микроЭВМ 1. По окончанию сигнала сброса микроЭВМ 1 начинает работать по программе, хранящейся в постоянном запоминающем устройстве 8, для чего в регистр адреса 7 записывается младший байт адреса ячейки постоянного запоминающего устройства 8, из которой должен быть выбран код очередной команды. По сигналам шины управления микроЭВМ 1 считывает байт данных из постоянного запоминающего устройства 8 по шине данных.

МикроЭВМ 1 проверяет наличие сигнала на линии ТО (вход прерывания), если на линии присутствует активный уровень сигнала, то микроЭВМ 1 ожидает появление пассивного уровня сигнала, после чего продолжает работу, опрашивая таймер 6. Для опроса таймера 6 микроЭВМ 1 выставляет на линию CS сигнал выборки и осуществляет обмен данными с таймером 6 с помощью сигналов шины управления. МикроЭВМ 1 опрашивает в таймере 6 флаг аварии питания, сравнивает контрольную сумму, хранящуюся в памяти таймера 6, с суммой содержимого его внутренних регистров и в том случае, если не было аварии питания и сумма содержимого внутренних регистров равна контрольной сумме, на индикаторе 5 высвечиваются текущие временные параметры (текущее время, дата, день недели, год, время включения первой и второй тарифных зон). Информация, выводимая на индикатор 5, записывается в последовательном коде в последовательный регистр 4 блока индикации 3. МикроЭВМ 1 отслеживает ход часов таймера 6, выводит параметры текущего времени на индикатор 5 и, сравнивая их с временами включения тарифных зон, осуществляет выдачу сигнала управления коммутатором 11. Клавиатура 2 позволяет осуществлять просмотр и коррекцию текущего времени, даты, хода часов, времени включения тарифных зон. Первый компаратор 13 сравнивает уровень сигнала "Пит.1" с уровнем сигнала "Авария Пит.1" и выдает сигнал "Аварии" на микроЭВМ 1 в случае снижения уровня сигнала "Аварий Пит.1" ниже уровня сигнала "пит1". При получении сигнала "Авария" микроЭВМ 1 прекращает обслуживать все периферийные устройства и ожидает восстановления (нормализации) питания. Второй компаратор представляет собой управляемый генератор. При снижении напряжения питания внешнего источника питания 10 ниже 3 В генератор возбуждается и с его выхода подается импульсный сигнал на входITI микроЭВМ 1, последняя формирует на индикаторе 5 сообщение об "Аварии" внешнего источника питания 10. Коммутатор 12 осуществляет подключение внешнего источника питания 10 к выводу питания таймера 6. В случае пропадания питающего напряжения Пит.1, коммутатор 12 выдает сигнал "Авария Пит.2", если отсутствует Пит.1, Пит2. Схема перезапуска 16 предназначена для установки устройства в исходное состояние при первоначальном включении, сбое программы или в случае появления сигнала "Авария Пит.1". Схема запрета выборки 15, выполненная в виде монтажного ИЛИ, предназначена для предотвращения ложных обращений микроЭВМ 1 к таймеру 6 и несанкционированного изменения данных в памяти таймера 6 в момент появления или пропадания питания 1.

Предлагаемое устройство для переключения тарифов позволяет уменьшить затраты на организацию двухтарифного учета потребления электрической энергии. Одно устройство можно использовать для управления переключением тарифов до ста счетчиков электрической энергии. Введение дополнительных элементов позволяет повысить надежность работы устройства за счет исключения аварийных ситуаций по цепи питания.