kategorier: Deling av opplevelsen, Interessante elektriske nyheter
Antall visninger: 357135
Kommentarer til artikkelen: 12
Om elektroniske målere og ASKUE for "dummies"
Elektroniske målere
En elektronisk teller er en omformer av et analogt signal til en pulsrepetisjonshastighet, hvis beregning gir mengden energi som forbrukes.
Hovedfordelen med elektroniske målere sammenlignet med induksjonsmåler er fraværet av roterende elementer. I tillegg gir de et bredere spekter av inngangsspenninger, gjør det enkelt å organisere multitollmålesystemer og har en retrospektiv modus - dvs. lar deg se mengden energi som forbrukes i en viss periode - vanligvis månedlig; måle strømforbruk, lett å passe inn i konfigurasjonen ASKUE-systemer og har mange flere ekstra servicefunksjoner.
En rekke av disse funksjonene ligger i programvaren. mikrokontroller, som er et uunnværlig attributt for en moderne elektronisk strømmåler.
strukturelt elektrisk måler måleren består av et hus med terminalblokk, en strømmålingstransformator og et trykt kretskort som alle elektroniske komponenter er installert på.
Hovedkomponentene til en moderne elektronisk måler er: strømtransformator, LCD-skjerm, elektronisk kretsstrømforsyning, mikrokontroller, sanntids klokke, telemetrisk utgang, kontrollør, kontroller, optisk port (valgfritt).
LCD-skjermen er en flersifret alfanumerisk indikator og er designet for å indikere driftsmodus, informasjon om forbrukt strøm, vise dato og gjeldende klokkeslett.
Strømkilden brukes til å oppnå forsyningsspenningen til mikrokontrolleren og andre elementer i den elektroniske kretsen. En veileder er knyttet direkte til kilden. Veilederen genererer et tilbakestillingssignal for mikrokontrolleren når strømmen slås av og på, og overvåker også endringer i inngangsspenningen.
Klokken i sanntid er designet for å telle gjeldende klokkeslett og dato. I noen elektriske målere tilordnes disse funksjonene mikrokontrolleren, men for å redusere belastningen bruker de som regel en egen brikke, for eksempel DS1307N. Ved å bruke en egen brikke kan du frigjøre strømmen til mikrokontrolleren og lede dem til mer krevende oppgaver.
Den telemetriske utgangen brukes til å koble til ASKUE-systemet eller direkte til en datamaskin (som regel gjennom en RS485 / RS232-grensesnittkonverterer). Den optiske porten, som ikke er i alle elektriske målere, lar deg ta informasjon direkte fra den elektriske måleren, og i noen tilfeller tjener til programmering (parameterisering).
Hjertet til den elektroniske måleren er en mikrokontroller. Det kan være som Microchip-brikke (PIC-kontroller), samt produsenter av ATMEL eller NEC.
I en elektronisk måler tildeles ytelsen til nesten alle funksjoner til mikrokontrolleren. Det er en ADC-omformer (konverterer inngangssignalet fra strømtransformatoren til en digital form, utfører sin matematiske prosessering og gir resultatet til en digital skjerm.) Mikrokontrolleren mottar også kommandoer fra kontrollene og kontrollerer grensesnittutgangene.
Egenskapene som mikrokontrolleren besitter, gjentar jeg, avhenger av programvaren (programvaren). Uten programvare - det er bare et smil av kiselkube. Derfor avhenger mangfoldet av tjenestefunksjoner og utførte oppgaver av hvilken teknisk oppgave som ble satt for programmereren.
For øyeblikket er utviklingen av elektroniske målere hovedsakelig når det gjelder å legge til "bjeller og fløyter", forskjellige produsenter legger til nye funksjoner, for eksempel kan noen enheter overvåke statusen til strømforsyningsnettet med overføring av denne informasjonen til utsendelsessentre, etc.
Ganske ofte blir en strømbegrensningsfunksjon introdusert i den elektriske måleren. I dette tilfellet, når strømforbruket overskrides, kobler den elektriske måleren forbrukeren fra nettverket. For å kontrollere spenningstilførselen er det inni den elektriske måleren installert kontaktor til passende strøm. Avstenging er også mulig hvis forbrukeren har overskredet den tildelte strømgrensen eller forskuddsbetalingen for strøm er avsluttet. Forresten, noen elektriske målere lar deg fylle opp kontantbalansen direkte gjennom de innebygde plastkortleserne. De elektriske målerne til denne gruppen inkluderer STK-1-10 og STK-3-10, produsert i Odessa.
AMR
Forsøk på å lage et ASKUE (automatisert styringssystem for måling av elektrisitet) er assosiert med utseendet på relativt rimelige mikroprosessoranordninger, men de høye kostnadene ved sistnevnte gjorde regnskapssystemer bare tilgjengelige for store industribedrifter. Utviklingen av ASKUE ble utført av hele forskningsinstitutter.
Løsningen på problemet involvert:
-
utstyrer induksjonselektriske energimålere med revolusjonssensorer;
-
oppretting av enheter som er i stand til å telle innkommende pulser og overføre resultatet til en datamaskin;
-
akkumulering i datamaskin av resultatene av telling og dannelse av rapporteringsdokumenter.
De første regnskapssystemene var ekstremt dyre, upålitelige og uinformative komplekser, men de tillot å danne grunnlaget for etableringen av ASKUE neste generasjoner.
Vendepunktet i utviklingen av ASKUE var fremveksten av personlige datamaskiner og opprettelsen av elektroniske strømmålere. Den utbredte introduksjonen av mobilkommunikasjon ga en enda større drivkraft for utviklingen av automatiserte målesystemer, noe som gjorde det mulig å lage trådløse systemer, siden spørsmålet om organisering av kommunikasjonskanaler var en av de viktigste i denne retningen.
Hovedformålet med ASKUE-systemet er å samle inn alle data om elektrisk energistrøm i alle spenningsnivåer i rimelige tidsintervaller og behandle dataene på en slik måte at de gir rapporter om forbrukt eller utladet elektrisitet (strøm), analyserer og lager prognoser for forbruk (produksjon) ), utføre en analyse av kostnadsindikatorer og til slutt - viktigst - foreta beregninger for elektrisk energi.
For å organisere ASKUE-systemet er det nødvendig:
-
Ved energimålepunktene må du installere målingsenheter med høy presisjon - elektroniske målere
-
Digitale signaler som skal overføres i de såkalte "adders", utstyrt med minne.
-
Lag et kommunikasjonssystem (som regel bruker de nylig GSM - kommunikasjon for dette), som gir ytterligere informasjonsoverføring til lokale (på bedriften) og til de øvre nivåene.
-
Å organisere og utstyre informasjonsbehandlingssentre med moderne datamaskiner og programvare.
ASKUE-ordningen
Et eksempel på en enkel ASKUE organisasjonsplan er vist i figuren. Den kan skille flere separate hovednivåer:
1. Nivå ett er nivået på informasjonsinnsamling.
Elementer av dette nivået er elektriske målere og forskjellige enheter som måler parametrene til systemet. Som slike innretninger kan forskjellige sensorer brukes, både med utgang for tilkobling av RS-485-grensesnittet, og sensorer koblet til systemet gjennom spesielle analoge til digitale omformere. Det er nødvendig å være oppmerksom på det faktum at det ikke er mulig å bruke bare elektroniske elektriske målere, men også konvensjonelle induksjonsmålere utstyrt med omformere av antall omdreininger av disken til elektriske pulser.
I ASKUE-systemer brukes RS-485-grensesnittet for å koble sensorer til kontrollere.Inngangsimpedansen til informasjonssignalmottakeren via RS-485-grensesnittet er vanligvis 12 kΩ. Siden sendereffekten er begrenset, begrenser dette også antall mottakere som er koblet til linjen. I henhold til spesifikasjonen av RS-485-grensesnittet, tar hensyn til termineringsmotstandene, kan mottakeren lede opptil 32 sensorer.
2. Det andre nivået er tilkoblingsnivået.
På dette nivået er de forskjellige kontrollerne som trengs for å transportere signalet. I ASKUE-skjemaet vist i figur 9 er det andre nivået en omformer som konverterer det elektroniske signalet fra RS-485-grensesnittlinjen til RS-232-grensesnittlinjen, dette er nødvendig for datalesing av en datamaskin eller av en kontrollkontroller.
Hvis det er nødvendig å koble til mer enn 32 sensorer, vises enheter som heter hubs i kretsen på dette nivået. Figuren viser byggeskemaet til ASKUE-systemet for antall sensorer fra 1 til 247 stk.
Det tredje nivået er nivået for datainnsamling, analyse og lagring. Et element på dette nivået er en datamaskin, kontroller eller server. Hovedkravet for utstyr på dette nivået er tilgjengeligheten av spesialisert programvare for å konfigurere systemelementer.
For øyeblikket er nesten alle elektroniske strømmålere utstyrt med et grensesnitt for inkludering i ASKUE-systemet. Selv de som ikke har denne funksjonen, kan utstyres med en optisk port for lokale tar opplesninger direkte på installasjonsstedet til måleren ved å lese informasjon på en personlig datamaskin. Derfor er i dag den elektriske måleren en kompleks elektronisk enhet.
Du bør imidlertid ikke tenke at bare elektroniske målere kan brukes til fjernlesing (nemlig dette målet er det viktigste i ASKUE-systemer).
Målere merket med bokstaven “D”, for eksempel SR3U-I670D, har en telemetrisk utgang (pulsføler), som sikrer overføring av informasjon om aktiv (reaktiv) energi som går gjennom måleren til det eksterne datainnsamlings- og prosesseringssystemet via en totråds kommunikasjonslinje. Figuren viser bare en slik strømmåler med husdekselet fjernet:
Elektrisk måler SR3U-I670D
En pulssensor (2) er installert på sidepanelet til den elektriske måleren. Hvordan fungerer denne sensoren?
La oss huske enheten til induksjonsmåleren. Den har et slikt element som en aluminiumsskive. Rotasjonshastigheten er direkte proporsjonal med kraften som lasten bruker. Her er diskens rotasjonshastighet, eller rettere sagt antall omdreininger, og er en numerisk egenskap som kan konverteres til pulser og overføres til kommunikasjonslinjen. Derfor forårsaker tellere med innebygde sensorer en slik parameter som antall pulser per 1 kW * h.
En måletransformator brukes som en pulskilde, hvis magnetiske fluks periodisk krysser metallsektoren, montert på skiveaksen. Pulsen mottatt fra den blir levert til kretsen til selve sensoren og deretter til kommunikasjonslinjen. Sensoren mottar strøm på samme linje.
I prinsippet kan enhver induksjonsmåler utstyres med en pulssensor, for eksempel E870.
Pulssensor E870
Prinsippet om drift av E870-sensoren er forskjellig fra det som er beskrevet ovenfor. For å fungere, brukes en mørklagt sektor med svart maling på den flate overflaten på målerens disk.
Pulssensoren - omformeren har et foto-LED-hode i sin design - d.v.s. et par fotodiode - LED. Sensoren er installert inne i disken, slik at hodet rettes mot disken. Signalet som sendes ut av LED reflekteres fra disken og mottas av fotodioden. På grunn av den mørklagte sektoren på disken er signalet intermitterende.
Den elektroniske kretsen på de logiske elementene overvåker disse avbruddene, konverterer og sender ut påfølgende pulser til kommunikasjonslinjen.Pulsens driftssyklus (repetisjonsfrekvens) er direkte proporsjonal med rotasjonshastigheten til disken, og derfor kan strømforbruket og det visuelt vurderes av indikator-LED.
På den andre siden av kommunikasjonslinjen mottar mottakeranordningen disse pulser, teller antallet deres i en viss periode og gir resultatet til informasjonsvisningsanordningen. Dermed leser måleren eksternt. Slik ble de første systemene for ekstern informasjonssamling bygget.
Imidlertid oppstår et legitimt spørsmål - ovenfor undersøkte vi grenseflatene RS 485 og RS 232, men her har vi en sekvens med pulser.
Det viser seg, det samme, vi vil ikke koble induksjonsteller inn i de moderne ordningene for å bygge et automatisert kraftsmålings- og regnskapssystem som er vurdert ovenfor? I prinsippet kan dette gjøres. Å konvertere en pulssekvens til det samme RS 232-grensesnittet er ikke en stor sak; denne adapteren vil være en relativt enkel elektronisk krets. Men det er ikke mye poeng i dette. Elektriske induksjonsmåler blir gradvis en saga blott, og der de er installert, brukes de bare som lokale måleapparater.
Ved utforming av moderne ASKUE-systemer brukes bare elektroniske målere. De har ubestridelige fordeler fremfor induksjon i informasjonsplanen og har nesten ubegrensede servicefunksjoner.
Mikhail Tikhonchuk
Les også om dette emnet:Hvordan ordnes og fungerer den elektroniske måleren
Se også på elektrohomepro.com
: