北京福星晓程公司集抄系统产品方案介绍080902 V1.00

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售前工作组版本：V1.00

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目录
一、公司概述...........................................................................................................................5 二、系统简介...........................................................................................................................6 三、芯片部分...........................................................................................................................6 3.1 第一代电力线载波通信芯片――――PL2102 .......................................................6 3.2 第二代电力线载波通信芯片――――PL3105、PL3106 .......................................8 3.3 第三代电力线载波通信芯片――――PL3201 .....................................................11 3.4 第四代电力线载波通信芯片――――PL2200 .....................................................13 3.5 磁保持继电器专用集成电路――――XC2023 .....................................................14 四、电表方案部分 .................................................................................................................15 4.1 单相全电子表方案..................................................................................................15 4.2 单相多费率载波电能表方案 ..................................................................................16 4.3 单相多费率载波IC卡电能表方案 ..........................................................................19 4.4 三相四线多费率载波电能表方案 ..........................................................................21 4.5 三相多费率载波IC卡电能表 ..................................................................................23 4.6 单相载波预付费电能表..........................................................................................25 4.7 单相载波预付费IC卡电能表 ..................................................................................27 五、转发模块、终端方案部分 .............................................................................................28 5.1 内嵌式PL3106 载波转发模块 .................................................................................28 5.2 内嵌式PL3201 载波转发模块 .................................................................................28 5.3 PLC-485 多路终端..................................................................................................30 5.4 PLC-485 多路控制终端..........................................................................................31 六.脉冲采集控制终端方案部分............................................................................................33 6.1 一带二采集控制终端..............................................................................................33 6.2 一带四采集控制终端..............................................................................................34 6.3 一带八采集控制终端..............................................................................................36 6.4 一带十六采集终端..................................................................................................37 6.5 表尾采集终端 .........................................................................................................39 七、配套产品部分 .................................................................................................................40?
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7.1 手持红外抄表设备..................................................................................................40 7.2 载波测试DEMO设备..................................................................................................41 7.3 芯片开发板 ..............................................................................................................42 7.4 现场测试仪 ..............................................................................................................43 7.5 三相中继器 .............................................................................................................45 7.6 下载板 .....................................................................................................................46 7.7 离线下载版 .............................................................................................................47 八、载波集中器部分 .............................................................................................................48 8.1 载波集中器电气性能..............................................................................................48 8.2 载波通信及信道技术条件......................................................................................48 8.3 载波集中器电源部分..............................................................................................49 8.4 载波集中器面板指示部分......................................................................................49 8.5 载波集中器通信接口部分.....................................................................................50 8.6 载波集中器功能 ......................................................................................................50 九、主站软件部分 .................................................................................................................52 9.1 用户科学管理功能..................................................................................................52 9.2 电表的设置管理功能..............................................................................................52 9.3 路由管理功能..........................................................................................................53 9.4 实时任务管理功能..................................................................................................53 9.5 时钟管理功能..........................................................................................................53 9.6 重点用户监测功能..................................................................................................53 9.7 实时数据监测功能..................................................................................................53 9.8 多种信道的通信功能..............................................................................................53 9.9 安全保密管理功能..................................................................................................53 9.10 购用电比较功能....................................................................................................54 9.11 电量异常分析功能................................................................................................54 9.12 用电量曲线绘制功能............................................................................................54 9.13 线损分析功能........................................................................................................54 9.14 自动故障报警功能................................................................................................54 9.15 用户欠费提示通知功能（需要扩展平台实现） ................................................54?
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9.16 数据自动检索功能................................................................................................55 9.17 多种数据库的兼容功能........................................................................................55 9.18 营销系统接口功能................................................................................................55 十、低压载波集中抄表系统方案部分 .........................................................................55 10.1 系统总体要求........................................................................................................55 10.2 组网方案 ...............................................................................................................56 10.3 主站功能要求........................................................................................................56 10.4 实现的意义 ...........................................................................................................57 10.5 自动路由功能 ........................................................................................................57 10.6 系统结构 ................................................................................................................58?
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一、公司概述
北京福星晓程电子科技股份有限公司是于 2000 年经北京市政府批准，由上市公司福星科技及北京晓程工贸技术发展公司等五家股东共同发起成立的集成电路设计企业。于 2001 年通过国家认定并成为半导体行业协会会员。公司拥有一支以博士和硕士为骨干，包括微电子、系统集成、软硬件开发等多方面高技术人才组成的实力雄厚的研发团队，在数字信号处理和智能仪表 SoC 方面尤为见长。2000 年 3 月我公司自行研发设计了第一颗拥有全部自主知识产权并填补国内空白的电力线载波扩频通信调制/解调专用集成电路——PL2000，目前公司的系列芯片产品已覆盖了电力和通信等多个行业，是目前国内为数不多拥有超大规模数/模混合集成电路核心技术的设计公司。公司本着以技术求生存，以质量求发展的宗旨，多年来形成了以人为本，人尽其才，诚信务实的企业文化。在不断发展的科技领域内，晓程以自己雄厚的技术实力，踏实严谨的作风，不断拼搏进取的精神，正逐渐成为具有国际竞争力的集成电路设计企业。
公司网址：https://www.360docs.net/doc/2211391033.html, 公司地址：北京市海淀区北洼路 26 号东联商贸楼四层公司电话：010－68459012，010－68459013，010－68459015，010－68459017 公司传真：010－88466652 公司邮编：100089
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二、系统简介
电力载波通信技术适用范围相当广泛，在未来的家用电器自动化控制等领域的应用范围及前景将会十分广阔。具有巨大的经济效益、显著的社会效益和极大的推广价值。低压电力网覆盖面广，如何利用其巨大的网络资源，实现高质量的数据传输是一个世界性热点问题。同时，低压电力网组网结构复杂，线路干扰噪声强、阻抗变化大、信号衰减大，用低压电力线路作为通信传输介质，技术难度高。目前，国外也有此类产品，但在数据传输能力、抗干扰性等方面都存在问题。公司研制和开发的电力线集中抄表系统是自主研究和开发的电力线载波通信技术的一个应用典范。低压配电网载波抄表系统是集电表数据采集、载波传输、数据存储、数据通信、数据处理及断电控制等功能于一体的自动化系统；低压载波通信设备可以使供电部门及时掌握用户用电情况，监测有无窃电行为；根据需要进行供电控制（如用户长时间欠费后断电）；通过远程抄表，节省抄表的人力物力。低压载波通信部件是专门为适应中国民用电网情况而设计的 PL2000、PL3000 系列芯片，采用了先进的数据调制解调技术，比同类国内外产品具有更好的性能/价格比。说明：本文中提及的我公司各种技术资料仅供参考，如果需要详细内容，请联系我们，我们将提供更为具体的技术资料。
三、芯片部分
3.1 第一代电力线载波通信芯片――――PL2102
PL2102 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器。它仅由单DC5V 电源供电，以及一个外部的接口电路与电力线耦合。PL2102 除具备基本的通讯控制功能外，还内置了五种常用的功能电路：可数字频率校正的实时钟电路，32 Bytes SRAM，电压监测，看门狗，定时器及复位电路，它们通过标准的 I2C 接口与外部的微处理器相联，其中实时钟与 32 字节SRAM在主电源掉电的情况下可由 3V备用电池供电继续保持工作。 PL2102 是特别针对中国电力网恶劣的环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，并采用大规模数字/ 模拟混合 0.35μm CMOS 工艺制作，所以在抗干扰及抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着出众的表现，采用了更先进的低噪声设计制造工艺，不仅全芯片功耗大幅
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度降低，且通信性能也较上代产品有所提高。 3.1.1 主要特点 0.35um CMOS 数摸混合集成电路直序扩频半双工异步调制解调器二相相移键控，120KHz 载频，带宽 15KHz，传输速率 500 bps 接收灵敏度：100μVRMS 15 位伪码长度,可编程同步捕获门限 I2C通信接口 32Bytes SRAM (电池维护) 可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护)，支持数字频率校正上电复位/电压监测电路及看门狗定时器单 DC5V 供电，I/O 口带 2500V ESD 保护工业级温度标准: -40oC ~ +85oC SOP20 / SOP24 / SOP28 封装 3.1.2 功能框图
图 3-1 PL2102 功能框图
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3.2 第二代电力线载波通信芯片――――PL3105、PL3106
3.2.1 概述 PL3105 是公司最新推出的第二代电力线载波专用集成电路，进一步提高了抗干扰、抗衰减的能力；采用高集成度并降低应用成本。同时芯片内封装了实时时钟，可直接用于居民分时表、分时计量采集终端。采用 PL3105 芯片的载波（扩频）通信系统，其抗干扰能力可抗 20 倍功率的噪声，抗衰减深度可达－80db，接收灵敏度设计为 500μV，可满足本地解调时信噪比要求。根据我国低压电网的典型特性，足以保证单级载波传输距离 1000m，比 PL2000 增加 4 倍。实践证明，在集抄系统中，大多时刻集中器能直接抄回所有电表数据，无需中继；而集中器的自动中继功能是一种备用手段，用以解决个别台区某些时段线路强衰减、高背景噪声、负荷特性连续变化等恶劣条件下的实时抄表问题。 3.2.2 PL3106 目前公司 PL3105 芯片已经全面升级为 PL3106 芯片，PL3106 全面兼容 PL3105 芯片的功能，数据速率 500/250Bps 可选，可软件配置为方波或正弦波输出。PL3106 是专为面向未来的开放式自动抄表，智能信息家电以及远程监控系统而设计的单芯片片上系统，它除了具有功能强大的微处理器外，尤其在电力线载波通讯方面具有更大的优势，它的扩频通信单元具有更强的抗干扰能力，更高的数据通信速率和更大的软件可配置灵活性。PL3106 采用了 0.35μm CMOS 数/模混合制造工艺，其扩频通信部件内的数字信号处理单元以及复杂的 8/16 位微处理器使得它的规模接近 50 万门。它内部集成了 LED/LCD 显示控制模块，3 个定时器，2 个多功能串口。PL3106 内置了 16K 字节的 E2PROM 程序存储器，其内部的 256 字节 SRAM 和实时钟在主电源掉电的情况下可由备用电池继续供电维持。正是由于上述这种大规模的系统集成，使得应用 PL3106 设计的新系统具有低成本，低功耗，多功能，高可靠性等传统系统无法比拟的优势。
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3.2.3 PL3106 功能框图
O n - C h ip O S C P o w e r C o n tr o l P o w e r -O n R e se t G o b a l C lo c k G e n e r a to r 1 6 k B y te s F la s h P r o g r a m 6 0 B y te s D a ta EEPRO M S e r ia l I S P L O G IC
D ig ta l F ilte r
S ig m a -D a ta M o d u le
Enhanced Peripherals
3 -in p u t E x t e r n a l in t e r r u p t
E nhanced 8051 M C U C ore
Local Bus
Address Bus
768 B y te s SRAM
8 /1 6 b its T im e r 0
8 /1 6 b its T im e r 1
Data Bus
8 /1 6 b its T im e r 2
IR A C Q
L E D /L C D C o n tr o lle r D r iv e r
256 B y te s SRAM SFR & E x te n d e r
PW M
IR 38 K
UART0
UART1
I/O I/O P IO I/O M ix e r & A m p Spread S p e c tr u m C o m m u n t ic a t io n U n it R e a l T im e r C lo c k
P F I D e te c t
图3-2 PL3106功能框图
3.2.4 PL3106 功能特点 10MIPS @ 10MHz OSC，8/16 位高性能低功耗微处理器 8051 兼容内核 16Kbytes E2PROM 片内程序存储器，支持 ISP 768bytes SRAM 片内数据存储器严格的 1T 指令周期 256Byte SRAM 片内数据储存器由电源和备用电池双重供电，确保数据不丢失 2 路可编程全双工 UART（UART0 可配置为红外 38K 通讯模式） 3 路 16 位定时/计数器 8 个中断源，2 级中断 1 路 8 位 PWM 调制 D/A 转换器直序扩频，DPSK 调制/解调，数据速率 500/250Bps 可选实时钟/日历单元，自动闰年闰月 4×24 段笔划式 LCD 驱动电路或 8×8 段笔划式 LED 驱动电路带有硬件方向判别逻辑的红外线脉冲探测驱动电路完善的上/掉电复位，电压监测及看门狗电路
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单 DC5V 供电，典型电流为 10mA 工业级温度标准: －40℃～＋85℃ PQFP 64 封装 3.2.5 PL3106 功能概述 3.2.5.1 微处理器部分内嵌的增强型8051兼容微处理器，配置8/16位ALU 、256 bytes + 768 bytes SRAM 以及16K bytes E PROM、三个8/16位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个外部中断，为用户提供丰富的嵌入式资源和理想的应用开发平台；超级指令流水线架构，同等主频情况下8倍速于标准8051微处理器；两个全双工 UART（通用同步/异步接收/发送器），其中 UART0 可配置为 38KHz 红外通信模式，UART1 可配置为 RS485 通信模式。
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3.2.5.2 外围部分
扩频通信调制/解调电路，完全兼容PL2102通讯方式,支持MCU在休眠情况下的由载波唤醒，载波调制输出可软件配置为正弦波输出或方波输出。两通道AD转换电路，可实现高精度的数据转换。 1 路 8 位 PWM 调制 D/A 转换器，可配置不同占空比（10%－90%）。带有硬件方向判别逻辑的红外线脉冲探测驱动电路，可用于机电一体化电表的度数检测。数据存储区交互电路：支持RAM到数据存储区的编程或数据存储区到RAM的读操作功能。提供4*24段LCD显示控制/驱动电路或8x8段LED显示控制/驱动电路，使显示模式更加灵活。根据系统电源及后备电源的情况（使用电源电压监测电路），完成工作模式的自动转换以及MCU、外围电路的复位的功能。串行程序存储器编程接口，可实现用户的在系统编程/验证及代码保护功能。数字频率校正的实时钟（RTC）以 BIN 码形式提供年、月、日、星期、时、分、秒和自动闰年闰月（2000-2099）功能。 PL3106 芯片解决了在强衰减、高背景噪声、负荷特性连续变化等恶劣条件下，电表数据的实时传输问题，数据准确、可靠，实现了即抄即通。
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3.3 第三代电力线载波通信芯片――――PL3201
3.3.1 功能概述 3.3.1.1 电能计量部分（必须使用 9.6MHz 晶体）：提供高精度电能计量；提供有功功率和无功功率瞬时值输出（应用于仪表校验）；指示正/负功；双通道电流采样，具备防窃电功能；电流通道内置可调增益放大器（PGA），方便电能计量的多种采样方式；具有电压/电流有效值测量以及相电压频率测量功能；具有电压过零点和方向指示功能； 3.3.1.2 微处理器部分：内嵌的增强型 8051 兼容微处理器，配置 8/16 位 ALU 、256 bytes + 1024 bytes SRAM 以及 16K bytes E2PROM、三个 8/16 位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个外部中断，为用户提供丰富的嵌入式资源和理想的应用开发平台；超级指令流水线架构，同等主频情况下 8 倍速于标准 8051 微处理器；两个全双工 UART （通用同步/异步接收/发送器）其中 UART0 可配置为 38KHz 红，外通信模式。 3.3.1.3 外围部分：扩频通信调制/解调电路，支持 CDMA（码分多址）多地址数据同时传送（Gold 序列/Kasami 序列），彻底解决了实现多台区通信串扰的远程数据通信，同时向下兼容 PL3105 通讯方式，载波调制输出可软件配置为正弦波输出或方波输出。双通道 ISO7816 接口电路，可分别与 IC 卡或 ESAM/PSAM 进行数据通信，支持 T＝0 协议,且 IC 卡接口支持外置保护电路逻辑。 IR 红外解码电路，提供高低电平宽度累加值，软件可以灵活处理。可编程频率发生器电路，输出频率可软件配置（1.35kHz— 5kHz）。数据存储区交互电路：支持 RAM 到数据存储区的编程或数据存储区到 RAM 的读操作功能。提供 4×32 段 LCD 显示控制/驱动电路或 8×8 段 LED 显示控制/驱动电路，使显示模式更加灵活。同时，支持 LCD 独立电池供电显示模式，实现低功耗停电抄表功能。
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根据系统电源及后备电源的情况（使用电源电压监测电路），完成工作模式的自动转换以及 MCU、外围电路的复位的功能。串行程序存储器编程接口，可实现用户的在系统编程/验证及代码保护功能。数字频率校正的实时钟（RTC）以 BCD 码形式提供年、月、日、星期、时、分、秒和自动闰年闰月（2000-2099）功能。 3.3.2 功能特点采用 0.35μm 超大规模数/模混合 CMOS 制造工艺；拥有多项自主知识产权的 SoC（System on Chip）设计；高精度数字多功能电能计量电路，计量标准完全符合国标 GB/T 17883 和 GB/T 17215 （等效于 IEC687/1036）。计量精度达到在 1000:1 的动态范围内误差小于 0.1%；电流通道内置可程序设定增益放大器（PGA）；双通道电流采样、正/负功指示数字逻辑电路；有功功率和无功功率计量电路；电压/电流有效值、相电压频率测量电路；内嵌增强型 8051 兼容微处理器；扩频通信调制/解调电路，兼容 PL3105 通讯方式；内置 256 bytes + 1024 bytes SRAM（静态随机存储器）；内置 16K bytes E2PROM（电可擦除/可编程）程序存储器；内置 60 bytes E2PROM（电可擦除/可编程）数据存储器；两个可灵活配置的全双工多功能 UART；三个 8/16 位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个外部中断源；内置双通道 ISO7816 接口电路，完全符合国标 GB/T 16649；内置可编程频率发生器电路；内置可兼容多种协议的红外线通信解码电路；内置 4×32/4×24 段 LCD 显示控制/驱动电路或 8×8 段 LED 显示控制/驱动电路；内置可数字频率校正的实时钟,并具有秒脉冲输出；内置可对电能计量精度和实时钟精度进行温度分段线性补偿的温度频率转换器；内置 2.5V±8%电压源基准；内置串行程序存储器编程接口，支持在系统编程（ISP）；采用 DC5V 单电源供电；
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内置完善的电源电压监测电路；温度适用范围（工业级标准） -40℃-- +85℃； 3.3.3 功能框图
图 3-3 PL3000 计量专用芯片逻辑功能图
3.4 第四代电力线载波通信芯片――――PL2200
PL2200 是福星晓程公司的第一款使用窄带 BPSK 技术的电力线扩频通信芯片, 区别于 PL2000, PL3000 系列芯片的扩频调制载波通信方式. PL2200 是一块真正的"数字接收机", 模拟前端将接收模拟信号进行 AD 转换成数字信号后,所有解调和数字信号处理工作均由后端数字电路完成, 摒弃了模拟电路混频器给接收带来的不利影响. PL2200 采用 SOC 片上系统, 内部除模拟前端, 数字通信处理单元外, 还有一块与 PL3201 一样的 8051 型微处理器内核, 我们称之为 IMP1, 并带有普通 IO 口,
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RS232, 时钟电路, 中断源等外围电路, 使得开发人员可以通过开发 PL2200 的内部固件, 实现充分灵活的功能定制, 实现无穷多的功能创意. PL2200 在物理层实现了对 EIA709.2 协议的完全兼容, 载波中心频率 131.58kHz, 数据率为 5482.5bps, PL2200 还带有独有的 SBP(Send-By-Phase)功能, 使电力线通信的数据包可以以电网电压信号为参考, 在指定的电网电压相位时刻发送, 达到回避电网低信噪比时刻, 提高通信成功率的目的, 另外利用 SBP 功能可以容易的获知电网上设备的三相分布情况, 有利于工程施工和路由路径选取. PL2200 提供了 SPI 通信接口, 外部 CPU 可通过 SPI 接口与 IMP 直接进行高速率数据交换. PL2200 固件开发的目标之一, 是希望将 PL2200 硬件提供的功能, 包装成使用 SPI 的标准命令格式, 使用户手中仅有一份命令格式表做参考就可以完成 PL2200 的电力线通信开发. PL2200 是一个标准的片上系统, 内部有 8051 CPU 和全套的外围电路, 因此 PL2200 将主要作为一个电力线通信设备的通信协处理器负责底层通信事务, 但也可以在一些低成本应用中作为主处理器芯片负责全部的工作. PL2200 固件开发的终极目标是将 PL2200 包装成一块可以直接组点对点网络, 支持 EIA709.1 协议的电力线网络通信产品. 优良的通信性能, 对标准协议的良好支持和相对低廉的产品服务价格, 必然将使这款产品具有光明的市场前途.
3.5 磁保持继电器专用集成电路――――XC2023
3.5.1 概述 XC2023/XC3023 是主要用于 JMK-94F 系列磁保持继电器的专用集成电路。它具有耐压高，自身静态功耗低，输出功率大等优点，同时具有输入端“A”“B” 、，同时为“1”状态时的判别保护电路，输出二极管保护电路。 3.5.2 功能特点静态工作电流低（小于 2μA）宽范围工作电压（5V～30V）耐压高：（建议≤30V）高输入输出阻抗与 TTL CMOS 及单片机兼容
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输入触发方式可以用脉冲也可以用电平触发内输入输出级内部具有二极管保护电路输出足够大的驱动功率 5W
四、电表方案部分
4.1 单相全电子表方案
4.1.1 概述单相电子式载波电能表(以下简称电能表)，是我公司采用当今国际先进微电子芯片研制的新型智能电表。电能表使用公司自主开发的 PL3000 系列微处理器为核心，具有载波通讯、继电器控制功能；电能计量采用 ADE7755 计量芯片；电能表具有集成度高，计量精度高，速度快，功耗小，载波通讯，字轮显示，安装方便等诸多特点，特别适用于居民用户和工业用户的电能计量及控制。 4.1.2 主要技术参数：项目主要技术参数及规格符合 IEC1036-1996 要求 50Hz 00000.00－－99999.99kWh 扩频系列 15 位，中心频率 120K，带宽 15KHz 静态小于 0.5W，载波发射时小于 3W 优于 5*104 小时 220V±20％ 50A 脉宽 80 ms±20%，5-24V DC 电压由外部提供 -40℃～+80℃ 小于 75% -25℃～+75℃
误差参比频率计度范围载波通讯功耗 MTBF 电源电压继电器电流容量功率脉冲输出参数极限工作温度环境湿度存储和运输温度
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4.1.3 工作原理
字轮显示
载波收发耦合电路
PL3105 微处理器及其外围电路
脉冲输出
电能计量
电源处理
火线 220V 零线
图 4-1 单相全电子表工作原理图
继电器控制用户负载
电能表由 PL3105C 构成电能计量、载波通讯接口、字轮驱动、继电器控制的主控部分，具有集成度高、功耗低、体积小等优点。电能计量由 ADE7755 的计量单元完成，具有计量精度高、动态范围大等优点；与 PL3105C 采用光电隔离方式接口，安全可靠。 4.1.4 主要功能： ADE7755 精确测量正负有功功率，以同一个方向积算电能，解决电流反接窃电问题电能计量线性好、动态工作范围宽，在 1000:1 的动态范围内误差小于 0.3% 通过载波可进行电能表继电器的操作载波通信速率：同步通讯，500bps 载波通信距离：500m 具有 4 级载波中继功能
4.2 单相多费率载波电能表方案
4.2.1 概述单相电子式复费率 LCD 显示电能表(以下简称电能表)，是我公司采用当今国际先进微
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电子芯片研制的新型智能电表。电能表使用公司自主开发的 PL3000 系列微处理器为核心，具有载波通讯、继电器控制功能；电能计量采用 ADE7755 计量芯片；电能表具有集成度高，计量精度高，速度快，功耗小，通讯接口丰富，稳定可靠，具有 LCD 显示，安装方便等诸多特点，特别适用于居民用户和工业用户的电能计量及控制。 4.2.2 主要技术参数：
项
误差参比频率计度范围时钟误差载波通讯功耗 MTBF
目
主要技术参数及规格
符合 IEC1036-1996 要求 50Hz 000000.00－－999999.99kWh 优于 0.5 秒/天（参比条件下）扩频系列 15 位，中心频率 120K，带宽 15KHz 静态小于 0.5W，载波发射时小于 3W 优于 5*104 小时 220V±20％ 50A 脉宽 80 ms±20%，5-24V DC 电压由外部提供 -20℃～+50℃ 小于 75% -25℃～+75℃
电源电压继电器电流容量功率脉冲输出参数环静温度环境湿度存储和运输温度 4.2.3 工作原理
电能表由 PL3105C 构成复费率计量、各种通讯接口、LC 显示、继电器控制的主控部分，具有集成度高、功耗低、体积小等优点。同时集成了时钟，配合高精度晶振，具有误差小、自动闰年等优点，电能计量由 ADE7755 的计量单元完成，具有计量精度高、动态范围大等优点；与 PL3105C 采用光电隔离方式接口，安全可靠。
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LCD 显示
红外通讯
RS485 通讯
时钟、电池载波收发耦合电路 PL3105 微处理器及其外围电路脉冲输出
电能计量
电源处理
火线 220V 零线
图 4-2 4.2.4 主要功能
继电器控制用户负载
电能表工作原理简图
ADE7755 精确测量正负有功功率，以同一个方向积算电能，解决电流反接窃电问题电能计量线性好、动态工作范围宽， 1000:1 的动态范围内误差小于 0.3% 在具有峰，平，谷三费率 12 时段分时电能计量功能，最小时段间隔 15 分钟月结算日功能，结算日可设置内置硬时钟，日历、计时和闰年自动切换功能，具有时钟备用电池远红外通信接口电力载波通信接口通信速率：同步通讯，500bps 通信距离：500m 四级载波中继功能、扩展通讯距离采用 LCD 液晶汉字显示器显示器工作温度在-20℃…+55℃温度范围内电能量显示位数为 6 位整数，2 位小数
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4.3 单相多费率载波 IC 卡电能表方案
4.3.1 概述单相电子式复费率协议 IC 卡电能表(以下简称 IC 卡表)，是我公司采用当今国际先进微电子芯片研制的新型智能电表。IC 卡表使用公司自主开发的 PL3000 系列微处理器为核心，具有载波通讯、继电器控制功能；电能计量采用 ADE7755 计量芯片；具有集成度高、安全性高，计量精度高，功耗小，通讯接口丰富等特点。 IC 卡表采用智能型、安全可靠性高的 CPU 卡，使用国际认可的 3DES 加密算法；采用购电金额预付费、内置不同费率时段电价的方式，实现预付费功能。告警金额预置，具有告警、欠费断电功能。配合载波的实时抄表监测，方便对用户用电状况的稽查、服务。IC 卡表安全可靠，具有 LCD 显示，安装方便等诸多特点，特别适用于居民用户和工业用户的电能计量及控制。 4.3.2 主要技术参数：
项
误差参比频率计度范围 IC 卡加密方式时钟误差费率时段载波通讯功耗 MTBF
目
主要技术参数及规格
符合 IEC1036-1996 要求 50Hz 000000.00――999999.99kWh CPU 卡，3DES 加密优于 0.5 秒/天（参比条件下）最多 3 费率，12 时段扩频系列 15 位，中心频率 120K，带宽 15KHz 静态小于 0.5W，载波发射时小于 3W 优于 5*104 小时 220V±20％脉宽 80 ms±20%，5-24V DC 电压由外部提供 -20℃～+50℃ 小于 75% -25℃～+75℃
电源电压功率脉冲输出参数环静温度环境湿度存储和运输温度
4.3.3 工作原理电能计量由 ADE7755 的计量单元完成，具有计量精度高、动态范围大等优点；与主控制 MCU 采用光电隔离方式接口，安全可靠。 IC 卡表由 PL3105C 构成复费率计量、各种通讯接口、LCD 显示、继电器控制的主控部分，具有集成度高、功耗低、体积小等优点。同时集成了时钟，配合高精度晶振，具有误
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差小、自动闰年等优点。通过 IC 卡进行购电预付费的管理，厂家进行密匙等管理项配置，向用户发卡后即可进入 IC 卡表的运行态。IC 卡具有用户卡，以及检查卡等管理卡。使用简便、安全可靠。
LCD 显示
红外通讯
CPU 卡座
时钟、电池载波收发耦合电路 PL3105 微处理器及其外围电路脉冲输出
电能计量
电源处理
火线 220V 零线
继电器控制用户负载
图 4-3 IC 卡表工作原理简图
4.3.4 主要功能 ADE7755 精确测量正负有功功率，以同一个方向积算电能，解决电流反接窃电问题电能计量线性好、动态工作范围宽， 1000:1 的动态范围内误差小于 0.3% 在具有峰，平，谷三费率 12 时段分时电能计量功能，最小时段间隔 15 分钟月结算日功能，结算日可设置内置硬时钟，日历、计时和闰年自动切换功能，具有时钟备用电池远红外通信接口电力载波通信接口通信速率：同步通讯，500bps 通信距离：500m（每两个接点之间）四级载波中继功能、扩展通讯距离采用 LCD 液晶汉字显示器显示器工作温度在-20℃…+55℃温度范围内
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