Tietoja elektronisista mittarista ja KYSYMYstä "tutteista"

Elektroniset mittarit

Elektroninen laskuri on analogisen signaalin muunnos pulssin toistotaajuudeksi, jonka laskenta antaa kulutetun energian määrän.

Elektronisten mittarien tärkein etu verrattuna induktiomenetelmiin on pyörivien elementtien puuttuminen. Lisäksi ne tarjoavat laajemman valikoiman tulojännitteitä, helpottavat monitariffimittausjärjestelmien organisointia ja niiden retrospektiivinen tila - ts. antaa sinun nähdä tietyn ajan - yleensä kuukausittain - kulutetun energian määrän; mitata virrankulutus, sovi helposti kokoonpanoon ASKUE-järjestelmät ja niillä on paljon enemmän lisäpalvelutoimintoja.

Monenlainen näistä ominaisuuksista on ohjelmistossa. mikro, joka on nykyaikaisen sähköisen sähkömittarin välttämätön ominaisuus.

rakenteellisesti sähkömittari mittari koostuu kotelosta riviliittimellä, virranmittausmuuntaja ja painettu piirilevy, johon kaikki elektroniset komponentit on asennettu.

Nykyaikaisen elektronisen mittarin pääkomponentit ovat: virtamuuntaja, LCD-näyttö, elektronisen piirin virtalähde, mikro-ohjain, reaaliaikakello, telemetrinen lähtö, valvoja, säätimet, optinen portti (valinnainen).

Nestekidenäyttö on moninumeroinen aakkosnumeerinen ilmaisin, ja sen on tarkoitus ilmaista toimintatilat, tiedot kulutetusta sähköstä, näyttää päivämäärä ja kellonaika.

Virtalähdettä käytetään mikrokontrollerin ja muiden elektronisen piirin elementtien syöttöjännitteen saamiseen. Ohjaaja liitetään suoraan lähteeseen. Valvoja tuottaa palautussignaalin mikro-ohjaimelle, kun virta kytketään ja katkaistaan, ja valvoo myös tulojännitteen muutoksia.

Reaaliaikakello on suunniteltu laskemaan nykyinen aika ja päivämäärä. Joissakin sähkömittareissa nämä toiminnot osoitetaan mikro-ohjaimelle, mutta sen kuormituksen vähentämiseksi, yleensä, he käyttävät erillistä sirua, esimerkiksi DS1307N. Erillisen sirun avulla voit vapauttaa mikro-ohjaimen virran ja ohjata ne vaativampiin tehtäviin.

Telemetristä lähtöä käytetään yhteyden muodostamiseen ASKUE-järjestelmään tai suoraan tietokoneeseen (pääsääntöisesti RS485 / RS232-liitäntämuuntimen kautta). Optisen portin, jota ei ole saatavana kaikissa sähkömittareissa, avulla voit ottaa tietoja suoraan sähkömittarista ja joissain tapauksissa se toimii niiden ohjelmointiin (parametrointi).

Elektronisen mittarin sydän on mikrokontrolleri. Se voi olla kuin Mikrosiru-siru (PIC-ohjain), sekä ATMEL- tai NEC-valmistajat.

Elektronisessa mittarissa melkein kaikkien toimintojen suorituskyky osoitetaan mikro-ohjaimelle. Se on ADC-muunnin (muuntaa virtamuuntajan tulosignaalin digitaalimuotoon, suorittaa sen matemaattisen prosessoinnin ja antaa tuloksen digitaalinäyttöön.) Mikrokontrolleri vastaanottaa myös komentoja ohjaimista ja ohjaa rajapinnan ulostuloja.

Toistan, että mikro-ohjaimen ominaisuudet riippuvat sen ohjelmistosta (ohjelmistosta). Ilman ohjelmistoa - se on vain muovi - piikuutiohymy. Siksi suoritettujen palvelutoimintojen ja tehtävien monipuolisuus riippuu siitä, mikä tekninen tehtävä asetettiin ohjelmoijalle.

Tällä hetkellä sähköisten mittarien kehittäminen liittyy pääasiassa "soittokellojen ja pillien" lisäämiseen, eri valmistajat lisäävät uusia toimintoja, esimerkiksi jotkut laitteet voivat valvoa virransyöttöverkon tilaa lähettämällä nämä tiedot lähetyskeskuksiin jne.

Melko usein tehonrajoitustoiminto otetaan käyttöön sähkömittarissa. Tässä tapauksessa, kun virrankulutus ylitetään, sähkömittari irrottaa kuluttajan verkosta. Jännitesyötön hallitsemiseksi on asennettu sähkömittari kontaktori oikeaan virtaan. Sammutus on mahdollista myös, jos kuluttaja on ylittänyt varatun sähkörajan tai sähkön ennakkomaksu on päättynyt. Muuten, joidenkin sähkömittarien avulla voit täydentää kassavaroja suoraan sisäänrakennetun muovikortinlukijan avulla. Tämän ryhmän sähkömittareihin kuuluvat STK-1-10 ja STK-3-10, jotka on valmistettu Odessassa.

AMR

Yritykset perustaa ASKUE (automaattinen säätöjärjestelmä sähkön mittaamiseksi) liittyvät suhteellisen edullisten mikroprosessorilaitteiden ilmestymiseen, mutta jälkimmäisten korkeat kustannukset tekivät kirjanpitojärjestelmistä vain suurten teollisuusyritysten käytettävissä. Koko tutkimuslaitos toteutti ASKUE: n kehittämisen.

Ratkaisu ongelmaan:

• varustamalla induktiosähkömittarit kierrosanturilla;

• sellaisten laitteiden luominen, jotka pystyvät laskemaan saapuvat pulssit ja lähettämään tuloksen tietokoneelle;

• laskennan tulosten kerääminen tietokoneeseen ja raportointiasiakirjojen muodostaminen.

Ensimmäiset kirjanpitojärjestelmät olivat erittäin kalliita, epäluotettavia ja tietämättömiä komplekseja, mutta ne antoivat muodon perustan seuraavien sukupolvien ASKUE: n luomiselle.

Käännekohta ASKUE: n kehityksessä oli henkilökohtaisten tietokoneiden syntyminen ja elektronisten sähkömittarien luominen. Solukkoviestinnän laaja käyttöönotto antoi vielä suuremman sysäyksen automatisoitujen mittausjärjestelmien kehittämiselle, mikä mahdollisti langattomien järjestelmien luomisen, koska viestintäkanavien järjestäminen oli yksi tärkeimmistä askeleista tähän suuntaan.

ASKUE-järjestelmän päätarkoitus on kerätä kaikki tiedot sähköenergian virtauksista kaikilla jännitetasoilla kohtuullisin aikavälein ja prosessoida tiedot siten, että saadaan raportteja kuluneesta tai purkautuneesta sähköstä (tehosta), analysoidaan ja laaditaan ennusteita kulutuksesta (tuotannosta). ), suorittaa kustannusindikaattorien analyysi ja - mikä tärkeintä - laskee sähköenergiaa.

ASKUE-järjestelmän järjestämiseksi tarvitaan:

• Asenna energianmittauspisteisiin tarkkuuden mittauslaitteet - elektroniset mittarit

• Digitaaliset signaalit siirrettäväksi ns. "Summaimissa", varustettuna muistilla.

• Luo viestintäjärjestelmä (yleensä viime aikoina he käyttävät tähän GSM-viestintää), joka tarjoaa lisätietoja tiedon siirtämisestä paikalliselle (yrityksessä) ja ylemmälle tasolle.

• Järjestää ja varustaa tietojenkäsittelykeskukset nykyaikaisilla tietokoneilla ja ohjelmistoilla.

KYSYMYS-järjestelmä

Kuvassa on esimerkki yksinkertaisesta ASKUE-organisaatiojärjestelmästä. Se voi erottaa useita erillisiä päätasoja:

1. Taso 1 on tiedonkeruun taso.

Tämän tason elementtejä ovat sähkömittarit ja erilaiset laitteet, jotka mittaavat järjestelmän parametreja. Sellaisina laitteina voidaan käyttää erilaisia ​​antureita, molemmilla on lähtö RS-485-rajapinnan kytkemiseksi ja anturit, jotka on kytketty järjestelmään erityisten analogi-digitaalimuuntimien kautta. On tarpeen kiinnittää huomiota siihen, että on mahdollista käyttää paitsi elektronisia sähkömittareita myös tavanomaisia ​​induktiomittareita, jotka on varustettu levyn kierroslukujen muuntimilla sähköpulsseiksi.

ASKUE-järjestelmissä RS-485-liitäntää käytetään anturien kytkemiseen ohjaimiin.Tietosignaalin vastaanottimen tuloimpedanssi RS-485-liitännän kautta on yleensä 12 kOhm. Koska lähettimen teho on rajoitettu, tämä myös rajoittaa linjaan kytkettyjen vastaanottimien määrää. RS-485-rajapinnan eritelmän mukaan, ottaen huomioon päätevastukset, vastaanotin voi johtaa jopa 32 anturia.

2. Toinen taso on yhdistävä taso.

Tällä tasolla ovat signaalin kuljettamiseen tarvittavat eri ohjaimet. Kuviossa 9 esitetyssä ASKUE-kaaviossa toisen tason elementti on muunnin, joka muuntaa elektronisen signaalin RS-485-liitäntälinjalta RS-232-liitäntälinjalle, tämä on tarpeen tietojen lukemiseen tietokoneella tai ohjaimella.

Jos on tarpeen kytkeä yli 32 anturia, laitteet, nimeltään navat, ilmestyvät piiriin tällä tasolla. Kuvassa on esitetty ASKUE-järjestelmän rakennekaavio anturien lukumäärälle 1 - 247 kpl.

Kolmas taso on tiedonkeruun, -analyysin ja -tallennuksen taso. Tämän tason elementti on tietokone, ohjain tai palvelin. Tämän tason laitteiden päävaatimus on erikoistuneiden ohjelmistojen saatavuus järjestelmän elementtien määrittämiseen.

Tällä hetkellä melkein kaikissa sähköisissä sähkömittareissa on käyttöliittymä sisällytettäväksi ASKUE-järjestelmään. Jopa ne, joilla ei ole tätä ominaisuutta, voidaan varustaa paikallisella optisella portilla lukemat suoraan mittarin asennuspaikalla lukemalla tietoja tietokoneeseen. Siksi sähkömittari on nykyään monimutkainen elektroninen laite.

Sinun ei kuitenkaan pidä ajatella, että etälukemiseen voidaan käyttää vain elektronisia mittaria (nimittäin tämä tavoite on tärkein ASKUE-järjestelmissä).

D-kirjaimella merkityissä mittarissa, esimerkiksi SR3U-I670D, on telemetrinen ulostulo (pulssianturi), joka varmistaa mittarin läpi kulkevan aktiivisen (reaktiivisen) energian tiedon siirron etädatankeruu- ja -käsittelyjärjestelmään kaksijohtimisen viestintälinjan kautta. Kuvio näyttää vain sellaisen sähkömittarin, jonka kotelon kansi on poistettu:

Sähkömittari SR3U-I670D

Pulssianturi (2) on asennettu sähkömittarin sivupaneeliin. Kuinka anturi toimii?

Muistakaamme induktiomittarin laite. Siinä on sellainen elementti kuin alumiinilevy. Sen pyörimisnopeus on suoraan verrannollinen kuorman kuluttamaan tehoon. Tässä on levyn pyörimisnopeus tai pikemminkin kierrosten lukumäärä, ja se on numeerinen ominaisuus, joka voidaan muuntaa pulsseiksi ja lähettää viestintälinjalle. Siksi sisäänrakennetuilla antureilla varustetut laskurit aiheuttavat sellaisen parametrin kuin pulssien lukumäärä 1 kW * h kohti.

Pulssilähteenä käytetään mittausmuuntajaa, jonka magneettinen virta ylittää määräajoin metallisektorin ja on asennettu levyn akselille. Siltä vastaanotetut pulssit syötetään itse anturin piiriin ja sitten viestintälinjalle. Anturi vastaanottaa virtaa samalla linjalla.

Periaatteessa mikä tahansa induktiomittari voidaan varustaa esimerkiksi pulssianturilla, kuten E870.

Pulssianturi E870

E870-anturin toimintaperiaate on erilainen kuin yllä kuvattu. Toimintaa varten tummennettu sektori levitetään mustalla maalilla mittarin levyn tasaiselle pinnalle.

Pulssianturi - muuntimessa on valokuva-LED-pää suunnittelussaan - ts. pari fotodiodi - LED. Anturi on asennettu tiskin sisään niin, että pää on suunnattu levyä kohti. LED: n lähettämä signaali heijastuu levyltä ja vastaanottaa fotodiodi. Levyn pimennetyn sektorin takia signaali on ajoittaista.

Loogisten elementtien elektroninen piiri tarkkailee näitä keskeytyksiä, muuntaa ja lähettää peräkkäisiä pulsseja viestintälinjalle.Näiden pulssien käyttöjakso (toistosuhde) on suoraan verrannollinen levyn pyörimisnopeuteen, ja siksi virrankulutus ja se voidaan arvioida visuaalisesti merkkivalolla.

Viestintälinjan toisella puolella vastaanottava laite vastaanottaa nämä pulssit, laskee niiden määrän tietyn ajanjakson ja toimittaa tuloksen informaationäyttölaitteelle. Siten mittari lukee etänä. Näin rakennettiin ensimmäiset etätietojen keruujärjestelmät.

Kuitenkin syntyy perusteltu kysymys - edellä tarkastelimme RS 485- ja RS 232-rajapintoja, mutta tässä meillä on pulssisekvenssi.

Osoittautuu kuitenkin, että emmekö kytke induktiolaskuria nykyaikaisiin järjestelmiin yllä mainitun automaattisen tehonmittaus- ja kirjanpitojärjestelmän rakentamiseksi? Periaatteessa tämä voidaan tehdä. Pulssisekvenssin muuttaminen samaan RS 232 -rajapintaan ei ole vaikeaa, tämä sovitin on suhteellisen yksinkertainen elektroninen piiri. Mutta tässä ei ole paljon merkitystä. Induktiosähkömittarit ovat vähitellen muuttumassa menneisyyteen, ja missä ne asennetaan, niitä käytetään vain paikallisina mittauslaitteina.

Suunniteltaessa moderneja ASKUE-järjestelmiä käytetään vain elektronisia mittarit. Niillä on kiistattomat edut “informaatiosuunnitelman” induktioon nähden, ja heillä on lähes rajattomat palveluominaisuudet.

Mikhail Tikhonchuk

Lue myös tästä aiheesta:Kuinka sähköinen sähkömittari on järjestetty ja toimi