CPU卡表工作原理及制作流程教材

1、SHENZHEN STAR INSTRUMENT CO., LTD. http:/F.Zha1、CPU卡表的簡介以及樣機制作過程中的相關問題；2、CPU卡表及部分功能電路工作原理介紹；3、CPU卡表制作依據的各類標準；4、樣機制作規(guī)程；5、樣機的硬件性能測試；6、CPU卡表的卡及功能測試；7、CPU卡表測試過程中出現的各類Error及相應的處理方法；8、CPU卡表測試過程中出現的各類故障及處理方法；NoImage1.1.電壓差穩(wěn)壓電路電壓差穩(wěn)壓電路: :主要是給卡座電路提供電源3.EEPROM3.EEPROM電路電路: :以文件的形式存儲數據和密鑰,條件滿足的情況下允許讀寫和更改；具體在電度表

2、中存儲.購電數據和運行的各種密鑰、重要設置參數.2.2.卡座電路卡座電路: :主要是用于插卡.4.4.溫度檢測電路溫度檢測電路: :檢測電表溫度給時鐘電路提供補償.6.EASM6.EASM電路電路: :存儲數據和工作密鑰,當條件滿足時,可以修改. 5.5.時鐘電路時鐘電路: :其工作頻率是32.768KHZ,作為表的時鐘.采用VDD和電池供電. 7.7.有源晶振電路有源晶振電路: :提供一個4M的方波,作為ESAM和卡的工作頻率.9.9.背光電路背光電路: :給液晶提供光源,為兩路有效任一路有效,背光均亮.8.8.雙輸入與門電路雙輸入與門電路: :給卡座和ESAMESAM模塊提供電源.電能表執(zhí)

3、行主要標準電能表執(zhí)行主要標準 IEC 62053-11 測量設備IEC 62053-21 靜止式有功電能表特殊要求（1和2級）IEC 62056-21 直接本地數據交換ISO 7816 接觸式IC卡系列標準GB/T 17215-2002 中國國家標準GB/T 18460-2001 中國國家標準GB/T 18460.1-2001 國家標準 GB/T 18460.2-2001 國家標準 GB/T 18460.3-2001 國家標準1.申請OA及其它涉及OA; 2.BOM單（物料清單）; 3.測試報告(隨機單、測試報告、客戶要求測試報告) ; 4.產品說明書; 5.技術差異表; 6.參數表; 7.打

4、樣圖紙; 1.收到樣機申請OA及其它涉及OA。- 即時保存,產生申請OA及其它涉及OA,由樣機負責人負責整理，并交給文員。 2.定方案。- 產生 a.技術差異表; b.參數表。技術差異表、電表產品功能參數匯總表由樣機負責人整理。 3.整理BOM單。由樣機負責人負責整理。 4.配料、打樣。- 申請料號,產生打樣圖紙。由樣機負責人負責整理，并報給物料員。 5.樣機制作。- 產生BOM單。由樣機負責人跟蹤，根據焊接組反饋的焊接信息,進行整理。 6.樣機測試。- 產生a.測試報告;b.隨機單; c.產品說明書。 由樣機負責人整理。 7.樣機的打包及審查前的準備。-產生裝機差異表,由結構負責人負責結構部

5、分 。8.樣機審查。 表的硬件測試主要分為: 準確度試驗準確度試驗 儀器常數試驗,起動狀態(tài)試驗,潛動試驗,影響量試驗 電氣性能測試電氣性能測試 功率消耗試驗,電源電壓影響量試驗 電磁兼容電磁兼容(EMC)(EMC)試驗試驗 快速瞬變脈沖試驗,高頻電磁場抗擾度試驗,靜電放電抗擾度試驗,浪涌試驗 氣候影響試驗氣候影響試驗 高溫試驗,低溫試驗 絕緣性能試驗絕緣性能試驗 脈沖電壓試驗,交流電壓試驗 機械性能試驗機械性能試驗準確度試驗準確度試驗 儀器常數試驗儀器常數試驗 常數:表示儀表記錄的有功電能與相應的測試輸出值之間的關系的值.也是每千瓦時的脈沖(imp/kWh)或者是每一脈沖的瓦時數(Wh/imp

6、).我們測試一般是用測試工裝,在相應的脈沖數上以0.01為基本單位來變化. 起動試驗起動試驗 起動的目的是檢測表在低電流的時候是否可以正常計量. 起動的標準是:按照國標,分1級表和2級表的，接人方式:直接接人,經電流互感器接人,其電流分別是,0.004Ib,0.005Ib;0.002Ib,0.003Ib. 潛動試驗潛動試驗 潛動的目的是在檢測表在無電流的時候不能計量. 當施加電壓而電流線路無電流時,儀表檢測輸出不應產生多于一個脈沖.在測試時間t,我們在測試一般是測試時間為13小時,電壓為1.15Un. 影響量試驗影響量試驗 影響量在此處為電壓和頻率影響測試. 電壓影響:電壓分別為1.1Un,和

7、0.9Un. 頻率影響:頻率分別為2 注意:在我們測試電壓為20%,頻率為5%.其改變量小于0.3.電氣性能測試電氣性能測試 功率消耗試驗功率消耗試驗 測試目的是檢測表在工作時自身的損耗. 功率消耗試驗分為電壓回路功耗和電流回路功耗.在電壓回路時,功耗分為有功功耗和視在功耗.對于1極表和2級表的而言,都是2W,10VA.在電流回路時,只有視在功耗,對于對于1極表和2級表的而言,分別是4.0VA,2.5VA.值得注意的是在此處單相表和多相表是一致的. 電源電壓影響量試驗電源電壓影響量試驗 電表的電壓有規(guī)定工作范圍和極限工作范圍,分別是從0.9Un到1.1Un.和從0.0Un到1.15Un. 電壓

8、降落和短時中斷測試,電壓線路和輔助線路接參電壓,電流線路為電流.電壓中斷為Un.中斷時間為1S.在我們的測試中是通過工裝,通2S和斷10S.測試時間一般為10個小時.判斷標準為不改變電表數據,其改變量應小于. 電磁兼容電磁兼容(EMC)(EMC)試驗試驗 快速瞬變脈沖試驗快速瞬變脈沖試驗 脈沖:脫離初始電平并限定持續(xù)時間,最終回到初始電平的電波. 快速瞬變脈沖試驗:測試目的為,電網在出現尖峰電壓時對電表的影響. 測試方式:電流線路中無電流,電流端開路.電壓線路和輔助線路加參比電壓.電流和電壓線路的試驗電壓:4KV(目前我們測試為4.3KV).試驗時間:60S.在群脈沖作用下,計度器不應產生大于

9、10陪xkWh的變化,測試輸出也不應產生大于10陪xkWh的信號量,且儀表連續(xù)準確的工作. 靜電放電抗擾度試驗靜電放電抗擾度試驗 靜電放電分為空氣放電;接觸放電;耦合放電三種 接觸放電: 試驗電壓:8KV(目前我們測試為9KV) 放電次數:10(每一極性) 空氣放電電壓為15KV(目前我們測試為18KV). 儀表為非工作條件:電壓線路,電流線路和輔助線路不通電;所以電壓端及輔助接線端連接在一起,電流端應開路. 儀表為工作條件:電壓和輔助線路加參比電壓;電流線路中無電流,電流端應開路.靜電作用后不應產生大于xkWh變化,并且滿足準確度要求. 浪涌抗擾度試驗浪涌抗擾度試驗 儀表在工作狀態(tài)： 電壓線

10、路和輔助線路通以參比電壓； 電流線路中無電流，電流端應開路； 浪涌發(fā)生器和儀表之間的電纜長度：1m； 以差模方式進行試驗(線對線)試驗； 相位角：在相對于交流電源的零點60和240時施加浪涌信號. 電流線路和電壓線路（干線）的試驗電壓：4kV(目前我們測試電壓為4.3KV)發(fā)生器電源阻抗：2； 在參比電壓超過40V的輔助線路試驗電壓：1kV，發(fā)生器電源阻抗：42。 試驗次數：正極性5次負極性5次 氣候影響試驗氣候影響試驗 高溫試驗高溫試驗 儀表為非工作狀態(tài);溫度:+702;試驗時間:72h; 低溫試驗低溫試驗 儀表為非工作狀態(tài); 溫度:-253對戶內表; -403對戶外表; 試驗時間: 72h

11、對戶內表; 16h對戶外表; 交變濕熱試驗交變濕熱試驗 電壓線路和輔助線路接參比電壓;電流線路無電流; 上限溫度:+402適于戶內儀表; +552適于戶外儀表;不采取特殊措施來排除表面潮氣 試驗時間:6h 在終止后24h儀表應該進行絕緣試驗,其中脈沖電壓因數為0.8; 功能試驗:儀表不能出現損壞或信息變化,并能準確工作,目測不能出現 影響儀表的腐蝕痕跡. 絕緣性能試驗絕緣性能試驗 脈沖電壓試驗脈沖電壓試驗 分個線路和各線路之間的脈沖電壓試驗;線路對地的脈沖電壓試驗.不能產生閃絡,火花放電和擊穿現象. 試驗按下列條件進行; 電壓上升時間: 30%;電壓下降時間: 20%; 試驗電壓: 6.0KV

12、(目前我們測試 6.8KV) 每次試驗應以一種極性施加10次脈沖電壓,然后以另一種極性重復試驗.脈沖之間的時間間隔最少為3S. 交流電壓試驗交流電壓試驗 試驗電壓近似正弦波,頻率在45HZ和65HZ之間,施加1min.試驗中不應該出現閃絡,火花放電和擊穿現象. 在對地電壓試驗中，參比電壓等于或低于40V的輔助線路應接地. 分1類防護表和2類防護表,在強電端子和地之間施加的電壓分別是2KV和4KV,(目前我們測試為2.5KV和4.3KV)在工作中不接連的各線路之間施加電壓都為2KV(目前我們測試為2.5KV) 1、電量結算模式A02、金額多費率結算模式B0H3、電量復費率結算模式C0H4、階梯電

13、價模式D0H（階梯式電價Multistep electricity price ） 階梯式電價是階梯式遞增電價或階梯式累進電價的簡稱，也稱為階梯電價，是指把戶均用電量設置為若干個階梯分段或分檔次定價計算費用。 階梯式電價的具體內容是：第一階梯為基數電量，此階梯內電量較少，電價也較低；第二階梯電量較高，電價也較高一些； 第三階梯電量更多，電價更高。 1、讀卡器2、CPU卡（包括用戶卡、檢測卡、清零卡、生產電量卡、生產設置卡、經過主密鑰系統發(fā)行的PSAM卡、修改主密鑰卡）3、軟件（包括密鑰管理系統軟件、IC卡售電軟件、CPU卡調試工具軟件、CPU卡表數據通信軟件）可以向文控申請發(fā)放。4、掌上電腦一

14、一.卡測試卡測試. 生產的成品表在測試前,檢測表的好壞.此時需要用卡來測試,其中需要注意的是測試卡,測試電量卡,出廠設置卡的前提是出廠設置卡. 1.1.測試卡測試卡/ /清零卡測試清零卡測試:在插入測試卡時，不按下設置開關，電表進入自檢測狀態(tài)，依次顯示為：“com”通信一直都有，繼電器動作，LCD全顯示，電表日期時間，蜂鳴器，脈沖常數，表結算模式，最后顯示為”O(jiān)K“。當按下設置開關時,表清零操作. 2.測試電量卡測試電量卡: :插入測試電量卡后,購電量.可以查看表的剩余金額.用于表的基本誤差測試. 3.3.測試出廠設置卡測試出廠設置卡: :修改表的設置參數,比如:表地址. 4.4.修改主密鑰卡

15、修改主密鑰卡: :表在出廠后,客戶做相應的修改.主要作用就是修改表的密鑰匙系統.此時表進入開戶狀態(tài),表中有剩余金額. 電能表經過上面的操作后電能表經過上面的操作后, ,就可以投入使用就可以投入使用, , 進入功能驗證進入功能驗證. . NoImageNoImageNoImage二二. .計量功能測試計量功能測試1.計量表的總有功電量計量.2.計量每個月有功電量計量.3.計量結算月的用電金額.4.計量結算月的最大需量及其發(fā)生的日時.5.需量的計算方式:滑差式和周期式,滑差式需量的滑差窗口時間可編程設定為1/2/3/5/6/12min（需量周期應為滑差窗口的整數倍且小于等于15）周期式需量可編程為

16、15,30,60min. 注意注意: :理解滑差式和周期式的概念理解滑差式和周期式的概念. .三三. .負荷功能測試負荷功能測試 1.1.負荷門限負荷門限: :當電表檢測到當前需量和當前實時功率均大于等于用戶用電負荷門限時啟動超負荷報警,若報警狀態(tài)持續(xù)5min時,電表將斷開用戶負荷.并將電表內的實際超負荷斷電計數器加1,同時啟動超負荷斷電報警（若在啟動報警后，在5min里表檢測到當前需量實時功率小于負荷門限，報警自動取消。若表中實際斷電次數小于或等于超負荷斷電次數時.插卡或按健可恢復用電.若表中實際斷電次數大于超負荷斷電次數時,需要到電力部門辦理相關業(yè)務. 2.賒欠負荷門限賒欠負荷門限: :該

17、功能測試的前提是表有賒欠功能,并且正在使用賒欠金額.測試現象同負荷門限. 注意注意: :在斷電報警時在斷電報警時, ,表上顯示的為斷電前的實時功率表上顯示的為斷電前的實時功率, ,保持不變保持不變, ,可可以設置不同的負荷門限來測試以設置不同的負荷門限來測試. .在測試賒欠負荷門限時在測試賒欠負荷門限時. .可以設置與負可以設置與負荷門限設置一致和不一致來測試荷門限設置一致和不一致來測試. .四四. .階梯電價和年時區(qū)測試階梯電價和年時區(qū)測試 在每個結算月,根據當月當前用電量處于3個梯級電量階段中的不同階段,電表可按不同的電價進行用電金額計算,以實現限制用電或鼓勁用電的目的. 1.若當月當前電

18、量小于梯級電量1(E1),則執(zhí)行電價0(P0),在月用電量小于E1時,查余額按電價P0/0.01Kwh遞減. 2.當月當前用電量大于等于梯級電量1(E1)小于電量2(E2),則電價1(P1),在月用電量大于E1小于E2時,查余額按電價P1/0.01Kwh遞減. 3.當月當前用電量大于等于梯級電量2(E2)小于電量3(E3),則電價2(P2),在月用電量大于E2小于E3時,查余額按電價P2/0.01Kwh遞減. 4.若當月當前用電量大于梯級電量3(E3),則執(zhí)行電價3(P3),在月用電量大于E3時,查余額按電價P3/0.01Kwh遞減 年時區(qū)：年時區(qū)：電表可編程設定4個時區(qū),并指定每個時區(qū)所用的

19、階梯電量電價表(一年只能運行四套電價) .電表可編程設定4套電量電價表,每套電量電價表指定了3個梯級電量階段和每個電量階段所對應的用電單價(0.01Kwh對應的單價),即E1,E2,E3,P0,P1,P2,P3共有四套電價表,均能設置.(包括夏令時轉換功能測試)五五. .預付費功能測試預付費功能測試 1.1.開戶開戶: :通過密鑰系統發(fā)卡后,在售電系統中正常開戶. 2. 2.購電購電, ,裝電裝電: :用戶卡購電,讀取卡中的購電金額,裝表,查看表中的金額剩余金額的增加量. 3. 3.防囤積功能防囤積功能: :設置防囤積值,本次購電金額加剩余金額大于囤積值時,裝表時有cd-Err08提示,本次裝

20、電失敗. 4. 4.透支功能透支功能: :其前提是表有該項功能,當剩余金額為0，使用透支金額繼續(xù)供電,直到透支金額用完時,斷電.表內有相應的過零金額,透支金額記錄，正在使用透支金額時,讀取狀態(tài)顯示為透支和過零狀態(tài)。（透支門限設置為0時表不具備此相功能). 5. 5.賒欠功能賒欠功能: :其前提是表有該項功能,當剩余金額,透支金額使用完后,在符合賒欠用電的狀態(tài)下,開始使用賒欠金額,繼續(xù)供電.此時分為三種情況:不允許斷電的時間; 不允許斷電的日期; 不允許斷電的周休日. 6. 6.月基本用電金額月基本用電金額: :自然月轉存,若當月用電金額小于月基本用電金額時，剩余金額有扣除月基本用電金額。大于以

21、實際用電金額。當剩余金額不足扣除月基本用電截額時，扣到0為此，不影響到透支金額和賒欠金額。（月基本用電金額為0時不扣除。) 7.7.自動轉存日自動轉存日: :可以編程設置自動存轉日時的日期為1-28日 8.8.剩余金額報警剩余金額報警: : 剩余金額預報警:當剩余金額等于預報警值時,表有剩余金額預報 警提示(報警指示燈閃爍,聲光報警),按鍵可取消報警. 剩余金額斷電報警:設定斷電報警值,剩余金額等于斷電報警值時,斷電并有斷電報警提示(報警指示燈常亮,聲光報警),按鍵可恢復供電. 注意注意: : 購電裝表后購電裝表后, ,第一次按健第一次按健, ,顯示為顯示為 “ “bb+bb+購電電量購電電量

22、”. . 聲音報警聲音報警: :設定聲音報警時間長短設定聲音報警時間長短, ,（0-990-99）在有報警條件時）在有報警條件時, ,聲音報警聲音報警, ,達到設定的報警時間時達到設定的報警時間時, ,自動取消自動取消, ,設為零時設為零時, ,無聲音報警無聲音報警. . 六六. .事件記錄功能事件記錄功能 1.1.竊電記錄竊電記錄: :當有竊電行為發(fā)生時，該行為持續(xù)1min以上時，就會自動記錄竊電時間，表上顯示“STL”閃爍.有該行為后,表不能正常購電,需要做相關處理. 2. 2.校時記錄校時記錄: :用紅外頭和TP800較時,表中有相應的校時次數,時間前后記錄.有最近5次的較時記錄. 3.

23、 3.反向記錄反向記錄: :反向用電按正向用電進行計量到總有功用電量和每個結算月的有功用電量，并且單獨計量反向用電量. N N路反向路反向: :狀態(tài)為非反向，不單獨計量反向電量，表上“STL”閃爍。正常計量當月用電電量. L L路反向路反向: :狀態(tài)為反向，單獨計量反向電量，表上“STL”閃爍。正常計量當月用電電量. N,LN,L路反向路反向: :狀態(tài)為反向，單獨計量反向電量，表上“STL”常顯。正常計量當月用電電量.七七. .檢測卡測試檢測卡測試 1.1.檢測檢測- -抄表卡抄表卡: :抄表成功顯示rd-nnn,nnn表示抄表數，若表被抄過顯示“OK”同時有報警提示.若電表中自上次抄表后的新

24、的竊電行為發(fā)生過,則電表液晶屏閃爍,急促聲音報警持續(xù)30s,以提醒抄表人員注意,按鍵可消除閃爍和急促聲音報警. 2. 2.檢測檢測- -換表卡換表卡: :換出的文件必須為空文件,無竊電行為,在操作時,必須按下設置開關,換表成功后,插入用戶卡退出換表狀態(tài).若表自上次抄表后有新的竊電行為,不能進行換表操作. 3. 3.檢測檢測- -設置卡設置卡: :當版本號高于表中版本號時，可以置換表中的參數文件.八八. .紅外通信和數據顯示功能測試紅外通信和數據顯示功能測試 1.1.紅外通信紅外通信: :較時,讀取數據. 2. 2.數據項顯示數據項顯示: :顯示時間為可編程范圍在399S,顯示數據項小于等于30

25、項.對于超過8位顯示時,自動分兩行來顯示. 3. 3.剩余金額顯示條棒剩余金額顯示條棒: :以10單位幣為單位,電量棒有依次增加,剩余金額大于等于90后全部顯示 九九. .電表顯示提示信息電表顯示提示信息 ErrEEPErrEEP：EEPROM EEPROM 錯誤錯誤 ErrESAErrESA： ESAM ESAM 錯誤錯誤 NULLNULL：當前顯示內容為空當前顯示內容為空 Err_cErr_c：串行通信錯誤串行通信錯誤 cd_Err01cd_Err01：非非CPUCPU卡卡 cd_Err02cd_Err02：CPUCPU卡中數據錯誤卡中數據錯誤 cd_Err03cd_Err03：密鑰認證錯

26、誤密鑰認證錯誤 cd_Err04cd_Err04：預付費結算模式不匹配預付費結算模式不匹配 cd_Err05cd_Err05：已開戶已開戶/ /未開戶未開戶/ /已換表已換表 錯誤錯誤 cd_Err06cd_Err06：用戶用戶IDID號不匹配號不匹配 cd_Err07cd_Err07：購電購電/ /裝電次數不匹配裝電次數不匹配 cd_Err08cd_Err08：囤積電量超限：囤積電量超限/ /不記名卡累計購電量超限不記名卡累計購電量超限 cd_Err09cd_Err09：ESAMESAM操作過程中數據錯誤操作過程中數據錯誤 cd_Err10cd_Err10：CPUCPU卡相關文件非空錯誤卡相關文件非空錯誤/ /換表時有沒被抄表的竊電數換表時有沒被抄表的竊電數 cd_E