基于CAN总线的电能表检定装置的设计与实现

【摘要】电能在我国的社会和经济发展中起着举足轻重的地位，为实现电能的合理开发与利用，我国正在推行智能电网的建设，而电能表作为智能电网的终端，对电能的统计和管理起着非常重要的作用，而电能的计量数据也会影响国家对未来各项决策的制定。电能表在正式投入使用前，都需要经过检定部门进行检定，合格的产品才可以安装使用，所以高准确度的电表校验装置有利于提高电能度量的准确性，有利于增强电能的有效利用，提高电能统筹的准确性。目前，随着一表一户以及国内商品房的不断扩建，电能表的使用也将会以飞快的速度增长，但是电能表的检定需要花费一段很长的时间才能出厂使用，因此为提高检定效率，多表位的同时检定已成为电能表检定装置发展势趋。本文通过多表位电能表检定装置对误差检定的特殊要求进行了分析和研究，设计了以CAN总线为基础的现场总线控制系统，实现了96表位的误差数据的采集和传送。本文的工作主要包括以下几点：(1)介绍了电能表检定装置的发展趋势以及课题研究的目的和意义，阐述了电能表检定装置的理论基础和现场总线控制系统的相关要点，根据对目前比较流行的现场总线的比较，得出CAN总线是最适合多表位电能表检定的设计与开发。(2)针对多表位电表检定装置的功能及性能指标要求，误差仪控制电路MCU采用STM32F103VC、显示部分采用2.4寸TFT液晶、CAN采用通信隔离、脉冲信号输入电路采用脉冲鉴幅、电源电路采用buck电路和LDO电路的设计方案。(3)针对多表位电表检定装置对误差数据传输的实时性和稳定性要求高的特点，设计了一套随机错时通信机制，保证了误差统计的实时性和可靠性。(4)通过对误差仪底层驱动以及测试程序的设计，实现电表误差(包括基本电能误差、时钟频率误差和需量周期误差等)检测、潜动启动试验、直流测试、检定过程电表触点温度检测、转发被检表数据等功能。经实验室验证和现场试验，所设计的电能表检定装置能够完成智能电表的功能和性能检定任务。
【作者】蔡步森；
【导师】高明煜；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】电能表检定装置；误差仪；STM32；CAN总线；

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