kategória: Zdieľanie skúseností, Zaujímavé elektrické správy
Počet zobrazení: 357135
Komentáre k článku: 12
O elektronických meračoch a ASKUE pre „figuríny“
Elektronické merače
Elektronické počítadlo je prevodník analógového signálu na frekvenciu opakovania impulzov, ktorého výpočet udáva množstvo spotrebovanej energie.
Hlavnou výhodou elektronických meračov v porovnaní s indukčnými elektromermi je neprítomnosť rotujúcich prvkov. Okrem toho poskytujú širší rozsah vstupného napätia, uľahčujú organizáciu multitarifných meracích systémov a majú retrospektívny režim - t.j. umožňujú vám vidieť množstvo energie spotrebovanej za určité obdobie - zvyčajne mesačne; zmerajte spotrebu energie, ľahko sa zmestí do konfigurácie Systémy ASKUE a majú mnoho ďalších doplnkových servisných funkcií.
Softvér obsahuje množstvo týchto funkcií. mikroradič, čo je nevyhnutný atribút moderného elektronického merača elektrickej energie.
štrukturálne elektromer merač pozostáva z puzdra so svorkovnicou, transformátor na meranie prúdu a doska plošných spojov, na ktorej sú nainštalované všetky elektronické komponenty.
Hlavnými komponentmi moderného elektronického merača sú: prúdový transformátor, LCD displej, napájanie elektronickým obvodom, mikrokontrolér, hodiny v reálnom čase, telemetrický výstup, supervízor, ovládacie prvky, optický port (voliteľné).
Displej LCD je viacciferný alfanumerický ukazovateľ, ktorý slúži na indikáciu prevádzkových režimov, informácií o spotrebovanej elektrine, zobrazenie dátumu a aktuálneho času.
Zdroj energie sa používa na získanie napájacieho napätia mikrokontroléra a ďalších prvkov elektronického obvodu. Dohľad je priamo spojený so zdrojom. Supervízor generuje resetovací signál pre mikrokontrolér pri zapnutí a vypnutí napájania a tiež monitoruje zmeny vstupného napätia.
Hodiny v reálnom čase sú navrhnuté tak, aby počítali aktuálny čas a dátum. V niektorých elektromeroch sú tieto funkcie priradené mikrokontroléru, aby sa však znížilo jeho zaťaženie, spravidla používajú samostatný čip, napríklad DS1307N. Použitie samostatného čipu vám umožní uvoľniť výkon mikrokontroléra a nasmerovať ho na náročnejšie úlohy.
Telemetrický výstup sa používa na pripojenie k systému ASKUE alebo priamo k počítaču (spravidla prostredníctvom prevodníka rozhrania RS485 / RS232). Optický port, ktorý nie je vo všetkých elektromeroch, vám umožňuje prijímať informácie priamo z elektromerov av niektorých prípadoch slúži na ich programovanie (parametrizáciu).
Srdcom elektronického merača je mikrokontrolér. Mohlo by to byť také Mikročipový čip (PIC regulátor), ako aj výrobcovia ATMEL alebo NEC.
V elektronickom merači je mikrokontroléru priradený výkon takmer všetkých funkcií. Je to prevodník ADC (prevádza vstupný signál z prúdového transformátora do digitálnej formy, vykonáva svoje matematické spracovanie a výsledok odosiela na digitálne zobrazenie.) Mikrokontrolér tiež prijíma príkazy z ovládacích prvkov a riadi výstupy rozhrania.
Možnosti, ktoré má mikrokontrolér, opakujem, závisia od jeho softvéru (softvéru). Bez softvéru - je to iba úsmev z kremíkovej kocky z plastu. Preto rozmanitosť vykonaných servisných funkcií a úloh závisí od toho, ktorá technická úloha bola nastavená pre programátora.
V súčasnosti sa vývoj elektronických meračov týka hlavne pridávania „zvončekov a píšťaliek“, rôzni výrobcovia pridávajú nové funkcie, napríklad niektoré zariadenia môžu monitorovať stav siete pomocou prenosu týchto informácií do dispečingov atď.
Pomerne často sa do elektromera zavádza funkcia obmedzenia výkonu. V takom prípade, keď je prekročená spotreba energie, elektrický merač odpojí spotrebiteľa od siete. Na reguláciu dodávky napätia je vo vnútri elektromera nainštalovaný stýkač na vhodný prúd. Vypnutie je tiež možné, ak spotrebiteľ prekročil limit pridelenej elektriny alebo ak sa predplatba elektriny skončila. Mimochodom, niektoré elektromery vám umožňujú doplniť hotovostný zostatok priamo prostredníctvom zabudovaných čítačiek plastových kariet. Elektromery tejto skupiny zahŕňajú STK-1-10 a STK-3-10, vyrábané v Odese.
AMR
Pokusy vytvoriť ASKUE (automatizovaný riadiaci systém na meranie elektriny) súvisia so vznikom relatívne cenovo dostupných mikroprocesorových zariadení, avšak vysoké náklady na ne spôsobili, že účtovné systémy boli prístupné iba veľkým priemyselným podnikom. Vývoj ASKUE vykonávali celé výskumné ústavy.
Riešenie problému zahŕňalo:
-
vybavenie indukčných elektromerov elektrickými snímačmi otáčok;
-
vytvorenie zariadení schopných počítať prichádzajúce impulzy a prenášať výsledok do počítača;
-
nahromadenie výsledkov sčítania a tvorby dokladov v počítači.
Prvé účtovné systémy boli mimoriadne drahé, nespoľahlivé a neinformačné komplexy, ale umožnili tvoriť základ pre vytvorenie ďalších generácií ASKUE.
Prelom vo vývoji ASKUE bol vznik osobných počítačov a tvorba elektronických elektromerov. Rozsiahle zavádzanie celulárnej komunikácie dalo ešte väčší impulz vývoju automatizovaných meracích systémov, ktoré umožnili vytvorenie bezdrôtových systémov, pretože otázka organizovania komunikačných kanálov bola v tomto smere jednou z hlavných tém.
Hlavným účelom systému ASKUE je zhromažďovať všetky údaje o tokoch elektrickej energie pri všetkých úrovniach napätia v primeraných časových intervaloch a spracovávať ich tak, aby poskytovali správy o spotrebovanej alebo vybitej elektrine (energii), analyzovali a zostavovali prognózy spotreby (výroby). ), vykonať analýzu ukazovateľov nákladov a nakoniec - čo je najdôležitejšie - vykonať výpočty elektrickej energie.
Na usporiadanie systému ASKUE je potrebné:
-
Na miestach merania energie nainštalujte vysoko presné meracie zariadenia - elektronické merače
-
Digitálne signály na prenos v tzv. „Sčítačkách“, vybavené pamäťou.
-
Vytvorte komunikačný systém (spravidla v poslednom čase používajú GSM - komunikáciu na tento účel), ktorý poskytuje ďalší prenos informácií do miestnej (v podniku) a do vyšších úrovní.
-
Usporiadať a vybaviť centrá na spracovanie informácií modernými počítačmi a softvérom.
Schéma ASKUE
Príklad jednoduchej organizačnej schémy ASKUE je na obrázku. Môže rozlíšiť niekoľko samostatných hlavných úrovní:
1. Úroveň jedna je úroveň zhromažďovania informácií.
Prvkami tejto úrovne sú elektrické merače a rôzne zariadenia, ktoré merajú parametre systému. Ako také zariadenia môžu byť použité rôzne senzory, ktoré majú výstup na pripojenie rozhrania RS-485, a senzory pripojené k systému pomocou špeciálnych analógovo-digitálnych prevodníkov. Je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že je možné používať nielen elektronické elektrické merače, ale aj bežné indukčné merače vybavené prevodníkmi počtu otáčok disku na elektrické impulzy.
V systémoch ASKUE sa rozhranie RS-485 používa na pripojenie snímačov k ovládačom.Vstupná impedancia prijímača informačného signálu cez rozhranie RS-485 je obvykle 12 kOhm. Pretože výkon vysielača je obmedzený, obmedzuje to tiež počet prijímačov pripojených k linke. Podľa špecifikácie rozhrania RS-485, berúc do úvahy zakončovacie odpory, môže prijímač viesť až 32 senzorov.
2. Druhá úroveň je prepojovacia úroveň.
Na tejto úrovni sú rôzne regulátory potrebné na prenos signálu. V schéme ASKUE znázornenej na obrázku 9 je prvkom druhej úrovne prevodník, ktorý prevádza elektronický signál z rozhrania rozhrania RS-485 na rozhranie rozhrania RS-232, čo je potrebné na čítanie údajov v počítači alebo riadiacom zariadení.
Ak je potrebné pripojiť viac ako 32 senzorov, v obvode sa na tejto úrovni objavia zariadenia nazývané rozbočovače. Obrázok ukazuje schému konštrukcie systému ASKUE pre počet senzorov od 1 do 247 ks.
Treťou úrovňou je úroveň zberu, analýzy a ukladania údajov. Prvkom tejto úrovne je počítač, radič alebo server. Hlavnou požiadavkou na vybavenie na tejto úrovni je dostupnosť špecializovaného softvéru na konfiguráciu systémových prvkov.
V súčasnosti sú takmer všetky elektronické elektromery vybavené rozhraním na začlenenie do systému ASKUE. Dokonca aj tie, ktoré túto funkciu nemajú, môžu byť vybavené optickým portom pre lokálne pripojenie pri čítaní priamo na mieste inštalácie merača načítaním informácií do osobného počítača. Preto je dnes elektrický merač komplexným elektronickým zariadením.
Nemali by ste si však myslieť, že na diaľkové čítanie sa môžu používať iba elektronické merače (konkrétne tento cieľ je hlavný v systémoch ASKUE).
Merače označené písmenom „D“, napríklad SR3U-I670D, majú telemetrický výstup (snímač impulzov), ktorý zabezpečuje prenos informácií o aktívnej (reaktívnej) energii prechádzajúcej cez merač do systému diaľkového zberu a spracovania údajov prostredníctvom dvojvodičovej komunikačnej linky. Obrázok len ukazuje taký elektromer s odstráneným krytom krytu:
Elektromer SR3U-I670D
Na bočnom paneli elektromeru je nainštalovaný snímač impulzov (2). Ako tento senzor funguje?
Spomeňte si na zariadenie indukčného merača. Má taký prvok ako hliníkový disk. Jeho rýchlosť otáčania je priamo úmerná energii spotrebovanej záťažou. Tu je rýchlosť rotácie disku alebo skôr počet otáčok a je to numerická charakteristika, ktorú možno previesť na impulzy a prenášať na komunikačnú linku. Čítače so vstavanými snímačmi preto spôsobujú taký parameter, ako je počet impulzov na 1 kW * h.
Merací transformátor sa používa ako zdroj impulzov, ktorého magnetický tok periodicky prechádza cez kovový sektor, namontovaný na osi disku. Impulzy z neho prijímané sú privádzané do obvodu senzora samotného a potom do komunikačnej linky. Senzor prijíma napájanie na rovnakom vedení.
V zásade môže byť akýkoľvek indukčný merač vybavený snímačom impulzov, napríklad E870.
Snímač impulzov E870
Princíp činnosti senzora E870 sa líši od princípu opísaného vyššie. Pre jeho fungovanie sa na plochý povrch disku vodomeru nanáša čierna farba.
Pulzný snímač - prevodník má vo svojej konštrukcii hlavu s LED diódami - t.j. pár fotodióda - LED, Senzor je nainštalovaný vo vnútri počítadla tak, aby hlava smerovala k disku. Signál emitovaný LED diódou sa odráža od disku a prijíma sa fotodiódou. V dôsledku stmavnutej oblasti disku je signál prerušovaný.
Elektronický obvod na logických prvkoch monitoruje tieto prerušenia, prevádza a vydáva po sebe nasledujúce impulzy na komunikačnú linku.Pracovný cyklus (opakovacia frekvencia) týchto impulzov je priamo úmerný rýchlosti otáčania disku, a preto je spotreba energie a dá sa vizuálne vyhodnotiť pomocou kontrolky LED.
Na druhej strane komunikačnej linky prijíma prijímacie zariadenie tieto impulzy, počíta ich počet na určité časové obdobie a poskytuje výsledok zobrazovaciemu zariadeniu informácií. Merač tak odčítava údaje na diaľku. Takto sa vytvorili prvé systémy vzdialeného zhromažďovania informácií.
Vzniká však legitímna otázka - vyššie sme skúmali rozhrania RS 485 a RS 232, ale tu máme postupnosť impulzov.
Ukázalo sa, že nepripojíme indukčné počítadlá k moderným systémom budovania automatizovaného systému merania a účtovania spotreby energie, ktorý sa už spomínal? V zásade sa to dá urobiť. Konverzia sledu impulzov na rovnaké rozhranie RS 232 nie je veľká vec, tento adaptér bude relatívne jednoduchým elektronickým obvodom. V tom však nemá zmysel. Indukčné elektrické merače sa postupne stávajú minulosťou a tam, kde sú nainštalované, používajú sa iba ako miestne meracie zariadenia.
Pri navrhovaní moderných systémov ASKUE sa používajú iba elektronické merače. Majú nesporné výhody oproti zavedeniu v „informačnom“ pláne a majú takmer neobmedzené možnosti služieb.
Michail Tikhonchuk
Prečítajte si tiež túto tému:Ako je elektronický elektromer meraný a funkčný
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: