论文基于模块化设计单、三相标准电能表是大学硕士与本科电能表毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写电表调慢遥控器方面论文范文。
摘 要：本文介绍了标准电能表模块化设计原理及其实现的方法,本设计采用标准化、模块化的设计思路,对标准电能表进行了设计和研究,采用8个不同的模块,根据需要快速组装成单相标准电能表和三相标准电能表,大大提高了组装速度,实现了产品批量化生产,提高生产效率.
关键词：模块化；电能表；组装；数字化；计量
伴随着全球经济的高速发展,电能计量行业市场竞争也愈发激烈,对产品的快速化生产及供货周期提出了更高的要求.产品的制造过程不是制约企业发展的瓶颈,反而是效率低下的产品设计环节使得国内企业越来越难以满足激增的市场需求.传统的产品设计过程大多是一个高度序列化的过程,主要包括需求描述、定义、开发、测试,验证等环节,这种串行过程使得产品开发过程工作量大、周期长、成本高、可靠性低,不能及时响应多样化的市场需求,现有的产品设计多是基于已有的产品的变型设计.所以,当企业面临繁重的设计任务时,合理地改进产品设计成果的可重用性也就成了解决问题的关键.数字化标准表产品生产已近10年,核心应用技术已很成熟,已具备将一个复杂的产品分解成多个模块进行设计,并将模块进行规范化或标准化,这样在以后的设计中就可以重用已有的模块,进而达到减少设计工作,提高设计质量,降低成本的目的.
1 硬件结构设计
该标准电能表采用模块化设计方案,把标准表分成8个标准模块进行设计,模块包括：机箱模块、采样模块、A/D转换模块、计算模块、主控模块、电源模块、接口模块、显示模块；各个模块均经过严格测试和检验,各项指标均符合相关技术要求,且具有独立功能.在本设计中,其内部采用DSP数字处理技术,具有测量电能误差、有功、无功、电压、电流、相位、频率等功能,电压量程：3×60V、3×100V、3×200V、3×400V；电流量程：3×1A、3×5A；电压、电流自动换档；可以测量单相、三相三线（有功、真无功、三元件跨线无功、两元件跨线无功、移相60度无功、人工中心点无功）、三相四线（有功、真无功、跨线无功）；准确度等级0.05级/0.02级；特别适合电业、计量部门及功率、电能表生产厂家作标准使用.
本设计在结构上采用标准上架机箱,高度为2U,其内部承载其余7个模块采用5个相同尺寸的模具外壳,均匀分布,采用插针式的安装方式,便于拆装.
2 关键模块设计
2.1采样模块
采用模块主要是对电压和电流输入信号进行采样,其中电流采样分为单量程（0 A-5A）和宽量程（0 A-100A）两种,每个采样模块均包括一路电压采样和一路电流采样.该模块自带EEPROM芯片,用于存储各自模块的电压和电流的修正值,安装好该模块后,MCU可自动识别并读取模块的修正值.
2.2 A/D转换模块
采用AD7606-6芯片,该芯片为16位、6通道同步采样模数数据采集系统（DAS）,该A/D转换模块采用单片6路A/D同步采样输入,A/D转换后的数字信号采用SPI串行总线的方式输出.
2.3计算模块
主控芯片采用德州仪器Delfino 浮点控制器,使用单独的插板结构设计,计算模块程序可自动识别并读取模块的修正值.
2.4主控模块
主要为其它各模块提供电气联接,
2.5电源模块
电源部分采用ADR421精密电源,具有低噪声、高精度和出色的长期稳定特性,无需驱动运算放大器和外部双极性电源,具有很强的通用性和可靠性.
2.6接口模块
采用RS232通信接口,为标准电能表的输入输出接口电路.
2.7显示模块
采用LCD液晶显示的方法,通过和主控模块通讯,在面板上显示电压、电流、功率、档位等电参量.
3实现原理
机箱内设置有用于实现各个模块电气连接的单三相标准电能表主板,处理模块、A/D转换模块设置在机箱内部前端,处理模块、A/D转换模块分别通过单三相标准电能表主板上设置的插槽和单三相标准电能表主板连接.处理模块采用德州仪器Delfino浮点控制器,内置有单相标准电能表、三相标准电能表的程序；A/D转换模块用于将采集到的电流、电压模拟信号转换为数字信号,A/D转换模块通过SPI总线和处理模块通信,其采用6路同步采样A/D转换器,6路同步采样A/D转换器的输入端分别和3个采样模块内的电流采样电路和电压采样电路连接.其和处理模块连接的显示模块设置在机箱前面板上,用于显示电压、电流、功率、档位等电参量.显示模块可以在处理模块控制下通过显示屏自动显示相匹配的单相标准电能表或三相标准电能的程序.
机箱内部后端设置有电源模块、接口模块和3个采样模块,电源模块、接口模块和3个采样模块均设置有孔式插槽,单三相标准表主板上设置有和孔式插槽相匹配的针式插头.电源模块采用标准化供电电源,具有很强的通用性和可靠性,能够保证其它各个模块正常工作.3个采样模块通过单三相标准电能表主板连接A/D转换模块.单三相标准电能表主板上还设置有接口检测电路,当通电时,处理模块可通过接口检测电检测出单三相标准电能表主板所连接的采样模块数量.当处理模块检测出单三相标准电能表主板仅连接有一个采样模块时,处理模块执行内置的单相标准电能表程序,即可作为单相标准电能表进行使用.当处理模块检测出单三相标准电能表主板连接有三个采样模块时,处理模块执行内置的三相标准电能表程序,即可作为三相标准电能表进行使用.每个采样模块均包含电流采样电路和电压采样电路.每个采样模块均设置有EEPROM存储芯片.EEPROM存储芯片用于存储此采样模块的电压和电流修正值,当采样模块和单三相标准电能表主板正常连接后,处理模块可自动读取模块的修正值.接口模块通过单三相标准电能表主板和处理模块连接,接口模块采样标准电能表接口电路,接口模块包含电压输入的公共端U0接口、脉冲输出接口、RS232接口和CAN总线接口,其原理图如图1所示.
4结语
本文设计的模块化标准电能表能够满足 G1085—2013标准电能表规定的试验要求,采用DSP数字处理技术,具有测量电能误差、有功、无功、电压、电流、相位、频率等功能.同时具有独立功能,生产过程中只需要按照一定的规则和顺序,通过快速插接式组装,即可组合配置成单相标准电能表或三相标准电能表,可以在最短的时间内满足客户的订制需求,提高生产效率；同时,当某个模块出现问题时,可以快速确认和替换,大大方便了各个模块的维护.解决了现有单和三相标准电能表的结构复杂、维修不便的弊端,实现了标准表的模块化设计和快速组装,有利于批量化生产.
参考文献：
[1] 侯亮,唐任仲,徐燕申.产品模块化设计理论、技术和应用研究进展[J].机械工程学报.2004（01）：56-61.
总结:此文是一篇电能表论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
参考文献：
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