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专利名称：电能表数据采集装置仿真检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能表数据采集装置仿真检测系统。
背景技术：
目前，在电力系统中，传统方式下的人工定时抄表方式下，人工录入计算已经不能 满足实时、分时及动态分析管理的需求，实施电能表数据自动化采集管理项目，实现对用户 电能表数据的远程抄表和自动结算，改进传统的电费结算手段，加强线损管理，提高防窃电 能力，加大用电监察水平，满足用户对于供电的质量和可靠性要求，是电力部门提高经营管 理水平和管理效率而采取的重要举措。电能表数据采集装置(终端)作为这个系统中的关 键设备，其性能倍受关注。在目前的电力市场上，电能表数据采集装置的种类、规格很多，因为现场安装环 境、安装方式的不同，加之存在各种类型的电磁干扰，在数据采集阶段，经常出现电能表数 据采集装置无法正确采集电能表信息或者采集到的信息不正确、不完整；在数据上传阶段， 按预定的通讯方式常常无法将采集到的数据上传给管理中心等情况，给用户造成相当大的 困扰。市面上为数不多的几种检测设备中，其方法都是在搭建的一个理想化的硬件平台上 进行模拟测试，基本上都是对电能表采集装置的功能检测，即检测该装置能否达到所需要 的功能。但在实际使用中，通常已经通过检测的设备在实际电路中却往往达不到其设计指 标及客户的要求。这都是因为上述所谓理想化的硬件平台上忽略了实际电路中线路的长 短、系统容量大小、功率的大小、表计的灵敏度以及工频电磁干扰等工况影响和各种部件组 合各的离散性。综上所述，在现有的电能表数据采集装置检测技术中，存在着检测结果与实际使 用不相符、不对应、不能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的缺陷。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种与实际使用相 符合、相对应、能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的电能表数据采集装置仿真检 测系统。本实用新型所采用的技术方案是本系统是针对电能表和与所述电能表连接并采 集电能数据的电能表数据采集装置，用来检测二者之间通讯的可靠性，该系统包括控制台、 程控三相电源、用于模拟各种工作状况的仿真电路以及协调控制装置，所述控制台包括用 于配置和驱动系统各部分的主控装置，所述控制台分别与所述程控三相电源和协调控制装 置电连接并且与所述电能表数据采集装置采用对应通讯协议进行通讯，所述协调控制装置 用于控制开启和关闭所述仿真电路模拟各种工作状况，电能表数据采集装置将采集到的响 应数据传送至所述控制台。所述仿真电路包括线材长度仿真器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干 扰模拟器，所述仿真电路在所述协调控制装置的控制下能做到所述线材长度仿真器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干扰模拟器分别独立开启和不同组合开启。本实用新型还包括检测装置选择电路，所述电能表可以是多个电能表，所述电能 表数据采集装置可以是多个电能表数据采集装置，所述检测装置选择电路与所述电能表数 据采集装置电连接，所述检测装置选择电路可以对多个电能表数据采集装置进行选择性的 接入和退出检测状态。本实用新型还包括通讯协议选择装置，所述通讯协议选择装置连接在所述控制台 和所述电能表数据采集装置之间，所述通讯协议选择装置可以针对所述电能表数据采集装 置的通讯协议使所述控制台与之适配通讯。本实用新型还包括GPS授时装置，所述GPS授时装置与所述控制台电连接，统一所 述电能表数据采集装置仿真检测系统对应部分的时钟和检测及记录时段。本实用新型的有益效果是由于本实用新型包括控制台、程控三相电源、仿真电 路、协调控制装置，所述控制台包括主控装置，所述控制台与所述程控三相电源、电能表数 据采集装置、协调控制装置电连接，所述程控三相电源连接所述仿真电路，所述仿真电路与 所述电能表电连接，所述协调控制装置与所述仿真电路电连接，所述电能表与所述电能表 数据采集装置电连接，所述主控装置包括应用软件，所述主控装置的作用是配置和驱动本 电能表数据采集装置仿真检测系统，所述协调控制装置包括协调控制程序，所述协调控制 装置的作用是控制本电能表数据采集装置仿真检测系统中各部分的协调工作，所述控制台 与所述电能表数据采集装置采用对应通讯协议进行通讯，所述仿真电路包括线材长度仿真 器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干扰模拟器，所述仿真电路在所述协调控制 装置的控制下能做到所述线材长度仿真器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干扰 模拟器分别独立开启和不同组合开启。所以本实用新型是一种与实际使用相符合、相对应、 能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的电能表数据采集装置仿真检测系统。
图1是本实用新型原理结构方框示意图；图2是本实用新型实施例电路结构方框图；图3是所述线材长度仿真器实现方式的电路连接示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型用来检测电能表3和电能表数据采集装置4之间通 讯的可靠性，包括控制台1、程控三相电源2、仿真电路5、协调控制装置6，所述控制台1包 括主控装置11，所述控制台1与所述程控三相电源2、电能表数据采集装置4、协调控制装置 6电连接，所述程控三相电源2连接所述仿真电路5，所述仿真电路5与所述电能表3电连 接，所述协调控制装置6与所述仿真电路5电连接，所述电能表3与所述电能表数据采集装 置4电连接，所述主控装置11包括应用软件，所述主控装置11的作用是配置和驱动本电能 表数据采集装置仿真检测系统，所述协调控制装置6包括协调控制程序，所述协调控制装 置6的作用是控制本电能表数据采集装置仿真检测系统中各部分的协调工作，所述控制台 1与所述电能表数据采集装置4采用对应通讯协议进行通讯。所述仿真电路5包括线材长度仿真器51、负载能力仿真器52、接收灵敏度仿真器 53、电磁干扰模拟器54，所述仿真电路5在所述协调控制装置6的控制下能做到所述线材长 度仿真器51、负载能力仿真器52、接收灵敏度仿真器53、电磁干扰模拟器54分别独立开启和不同组合开启。本实用新型还包括采集装置选择电路7，所述电能表3可以是多个电能表，所述电 能表数据采集装置4可以是多个电能表数据采集装置，所述采集装置选择电路7与所述电 能表数据采集装置4电连接，所述采集装置选择电路7可以对所述电能表数据采集装置4 中的多个电能表数据采集装置进行选择性的接入和退出检测状态。本实用新型还包括通讯协议选择装置8，所述通讯协议选择装置8连接在所述控 制台1和所述电能表数据采集装置4这间，所述通讯协议选择装置8可以针对所述电能表 数据采集装置4的通讯协议使所述控制台1与之适配通讯。本实用新型还包括GPS授时装置9，所述GPS授时装置9与所述控制台1电连接， 统一所述电能表数据采集装置仿真检测系统对应部分的时钟和检测及记录时段。上述实施例中，提供了一种可以全面评估电能量采集装置(终端)功能、性能、技 术参数的测试技术，通过现场仿真技术，可以对电能表数据采集装置(终端)的通讯能力、 带负载能力、接收灵敏度、电磁干扰环境下的通讯能力、数据总线布设长度、功耗等关键指 标进行测试及评估，还可以仿真多功能电能表的各种事件，以查验其响应能力。整个测试过 程既可以按预设的测试方案自动进行，无需人工干预，也可以通过人工控制去测试某一项 所关注的指标。为各电力公司选用、测试、分析此类设备提供了一种可靠方法。本系统中各 部分的具体叙述如下一、各部分说明控制台一台电脑，内置专门开发的电能量采集装置综合测试系统应用软件，它除 了与被测电能量采集装置通讯外，同时控制系统中的通讯协议选择电路，电能表数据采集 装置选择电路，线材长度仿真器，程控三相源，负载能力仿真器，接收灵敏度仿真器和多功 能电能表。通讯协议选择电路在主控制台的控制下，以PSTN、四线专线、TCP/IP、RS485、 RS232等不同的通讯方式之间切换，测试不同的通讯方式下的电能表数据采集装置数据上 传的可靠性。线材长度仿真器在主控制台的控制下，模拟不同的RS485总线长度，以测试电能 表数据采集装置在不同总线长度的情况下与多功能电能表通讯的可靠性。实现方式(如图 3)通过大量实验，测试常用通讯线材的特性，建立数学模型，采样电路去模拟线材的电器 特性，并把它加入到RS485总线上，从而模拟实际的RS485在不同的长度的情况下的通讯情况。负载能力仿真器在主控制台的控制下，模拟电能表数据采集装置的RS485数据 总线上挂接不同数量的多功能电能表时，与多功能电能表通讯的可靠性。实现方式针对 RS485通讯方式，每个485通讯单元电路，相当一块电能表，通过加载不同数量的485通讯电 路，来模拟不同数量的电能表。接收灵敏度仿真器在主控制台的控制下，模拟接收不同强弱信号时，与多功能电 能表的通讯可靠性。实现方式采样电路采样实际通讯电路的信号，在满足相关标准的前 提下将信号进行电平分级，电能表数据采集装置在不同的信号电平分级情况下与其进行通 讯，来验证其接收灵敏度。电磁干扰测试按照电磁兼容性试验(GBT17626-2006)国家标准，测试在工频干扰环境下，电能表数据采集装置与电能表通讯的可靠性。程控三相源在主机的控制下，产生三相电压、电流给电能表，并仿真失压，断流等事件。二、功能描述本装置能模拟终端的运行通讯环境，并实现终端上电检查(显示器、指示灯、按 钮)、电源功耗、数据交换(一般采集与通讯)检查、终端容量检查功能。a>电能量采集装置上电检查通过主控制台应用软件给电能量采集装置加上工 作电源，检查电能量采集装置的显示器、指示灯、按钮是否正常。b>电源影响检测可分别测量在交流供电和直流供电状态下被测电能量采集装 置的功耗、最低工作电压。可进行电压暂降和短时中断试验。c>数据交换检查检查多功能电能表与被测电能量采集装置通讯成功率、采集数 据完整率、电能事件(来自电能表)数据采集完整率以及电能量采集装置上传的成功率。电 能量采集装置与主控制台采用不同的通信方式建立连接和数据传输。*本系统通过主控制台应用软件进行命令下发、数据上传功能。以监测电能量采集 装置采集电能表数据、向主站上传终端信息的成功率。*根据主站(或测试软件)提供的测试工作单，给出测试结论。*测试方案设置根据不同权限可任意设定、修改、复制测试方案，可设置模拟现 场电网故障状态、计量设备异常、数据通信等事件，通过电能表记录，让电能量采集装置采 集，以系统检测计量遥测现场站端设备的整体功能效果。*电能量采集装置远程升级成功率。*电能量采集装置版本信息显示、召测；总加组电量召测检查；总加组冻结电量召 测检查。d>数据处理检测*数据储存检测分别检测实时、历时日、历时月表码值、负荷曲线记录。*电能量采集装置参数、档案改变记录检测电能量采集装置运行参数的修改或 设置必须有相应的密码保护措施以防非法设置或修改，高级权限用户可以设置用户密码。*电能表异常事件(如失压、失流)记录。*电能量采集装置参数维护检测。e>不同通讯规约测试。f>不同485负载测试。g>电能量采集装置对时通过主控制台对厂站电能量采集装置进行校时，校时误 差应小于士 Is。h>数据采集量测试。*单台电能表数据采集状态量(通讯量)测试；多台电能表数据采集状态量(通 讯量)测试。*数据采集时间长度测量。*主站下发命令后，终端响应时间检测。i>可实现电能量采集装置时钟走时误差检测、时钟召测和对多功能电能表进行对 时。[0054]j>可实现电能量采集装置通讯通道采集容量检测，以及加强不同通讯规约测试， 加强不同485负载测试功能。k>可进行电磁干扰环境下对电能量采集装置通讯功能的影响检测。L>自动测试可在主控制台应用软件中设置测试方案，然后按设置好的测试方案 自动执行测试流程，不需要人为干预。m>选项测试可根据测试需要，只对其中的几个项目进行检测，在测试进行中，可 人为干预，可任意设置参数、测试项目和调整程控电源输出。本实用新型可广泛应用于电能表数据采集装置检测技术领域中。
权利要求1.一种电能表数据采集装置仿真检测系统，是针对电能表⑶和与所述电能表⑶连 接并采集电能数据的电能表数据采集装置(4)，用来检测二者之间通讯的可靠性，其特征在 于该系统包括控制台(1)、程控三相电源(2)、用于模拟各种工作状况的仿真电路(5)以及 协调控制装置(6)，所述控制台(1)包括用于配置和驱动系统上述各部分的主控装置(11)， 所述控制台⑴分别与所述程控三相电源⑵和协调控制装置(6)电连接并且与所述电能 表数据采集装置(4)采用对应通讯协议进行通讯，所述协调控制装置(6)用于控制开启和 关闭所述仿真电路(5)来模拟各种工作状况，电能表数据采集装置(4)将采集到的响应数 据传送至所述控制台(1)。
2.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于所述仿真 电路(5)包括线材长度仿真器(51)、负载能力仿真器(52)、接收灵敏度仿真器(53)、电磁 干扰模拟器(54)，所述协调控制装置(6)控制所述线材长度仿真器(51)、负载能力仿真器 (52)、接收灵敏度仿真器(53)、电磁干扰模拟器(54)分别独立开启和不同组合开启。
3.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于它还包括 连接于所述电能表(3)和电能表数据采集装置(4)之间的采集装置选择电路(7)，所述采 集装置选择电路(7)对多个所述电能表数据采集装置(4)进行选择性的接入和退出检测状 态。
4.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于它还包括 通讯协议选择装置(8)，所述通讯协议选择装置(8)连接在所述控制台(1)和所述电能表数 据采集装置(4)之间，所述通讯协议选择装置(8)针对所述电能表数据采集装置(4)的通 讯协议类型使所述控制台(1)与之适配通讯。
5.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于它还包括 GPS授时装置(9)，所述GPS授时装置(9)与所述控制台(1)电连接，统一所述电能表数据 采集装置仿真检测系统对应各部分的时钟以及检测和记录时段。
专利摘要本实用新型公开了一种与实际使用相符合、相对应、能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的电能表数据采集装置仿真检测系统。本系统用于检测电能表(3)和电能表数据采集装置(4)之间通讯的可靠性，包括控制台(1)、程控三相电源(2)、仿真电路(5)、协调控制装置(6)、检测装置选择电路(7)、通讯协议选择装置(8)和GPS授时装置(9)，可以对电能表数据采集装置的通讯能力、带负载能力、接收灵敏度、电磁干扰环境下的通讯能力、数据总线布设长度、功耗等关键指标进行检测及评估，还可以仿真多功能电能表的各种事件，以查验其响应能力，可广泛应用于电能表数据采集装置检测技术领域中。
文档编号G01R35/04GK201780364SQ20102019311
公开日2011年3月30日 申请日期2010年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者朱亚军 申请人:珠海市科荟电器有限公司