O elektroničkim brojilima i ASKUE za "lutke"

Elektronski brojila

Elektronski brojač pretvarač je analognog signala u brzinu ponavljanja impulsa, čijim se izračunom daje količina potrošene energije.

Glavna prednost elektronskih brojila u usporedbi s indukcijskim je nedostatak rotirajućih elemenata. Osim toga, oni pružaju širi raspon ulaznih napona, olakšavaju organiziranje višetarifnih mjernih sustava i imaju retrospektivni način rada - tj. omogućuju vam da vidite količinu energije potrošenu za određeno razdoblje - obično mjesečno; mjeri potrošnju energije, lako se uklapa u konfiguraciju ASKUE sustavi i imaju još mnogo dodatnih uslužnih funkcija.

Mnoštvo ovih značajki nalazi se u softveru. mikrokontrolera, što je nezamjenjiv atribut modernog elektronskog brojila električne energije.

strukturno električni brojilo brojilo se sastoji od kućišta sa terminalnim blokom, strujni mjerni transformator i tiskanu ploču na kojoj su ugrađene sve elektroničke komponente.

Glavne komponente modernog elektronskog brojila su: transformator struje, LCD zaslon, napajanje elektroničkim krugom, mikrokontroler, sat u stvarnom vremenu, telemetrijski izlaz, nadzornik, kontrole, optički priključak (opcija).

LCD je višeznamenkasti alfanumerički indikator i osmišljen je da prikazuje načine rada, informacije o utrošenu električnu energiju, prikazuje datum i trenutačno vrijeme.

Izvor napajanja koristi se za dobivanje napona napajanja mikrokontrolera i drugih elemenata elektroničkog kruga. Supervizor je povezan izravno s izvorom. Nadzornik generira signal za resetiranje mikrokontrolera kada je struja uključena i isključena, a također nadzire promjene u ulaznom naponu.

Sat u stvarnom vremenu dizajniran je za računanje trenutnog vremena i datuma. U nekim električnim brojilima ove su funkcije dodijeljene mikrokontroleru, međutim, kako bi smanjili njegovo opterećenje, u pravilu se koriste zasebnim čipom, na primjer, DS1307N. Korištenje zasebnog čipa omogućuje vam da oslobodite snagu mikrokontrolera i usmjeri ih na zahtjevnije zadatke.

Telemetrijski izlaz koristi se za spajanje na ASKUE sustav ili izravno na računalo (u pravilu, putem pretvarača sučelja RS485 / RS232). Optički priključak, koji nije na svim električnim brojilima, omogućuje vam izravno uzimanje podataka s električnog brojila, a u nekim slučajevima služi za njihovo programiranje (parametriranje).

Srce elektroničkog brojila je mikrokontroler. Moglo bi biti kao Mikročipov čip (PIC kontroler), kao i proizvođači ATMEL ili NEC.

U elektroničkom brojilu izvedba gotovo svih funkcija dodijeljena je mikrokontroleru. To je ADC pretvarač (pretvara ulazni signal iz strujnog transformatora u digitalni oblik, provodi matematičku obradu i rezultat šalje na digitalni zaslon.) Mikrokontroler također prima naredbe od kontrola i kontrolira izlaze sučelja.

Mogućnosti koje mikrokontroler posjeduje, ponavljam, ovise o njegovom softveru (softveru). Bez softvera - to je samo plastični - silikonski kockasti osmijeh. Stoga, raznolikost uslužnih funkcija i izvršenih zadataka ovisi o tehničkom zadatku koji je postavljen programeru.

Trenutno je razvoj elektronskih brojila uglavnom u smislu dodavanja "zvona i zviždaljki", različiti proizvođači dodaju nove funkcije, na primjer, neki uređaji mogu nadzirati stanje mreže prijenosom tih podataka u dispečerske centre itd.

Često se u električno brojilo uvodi funkcija ograničavanja snage. U ovom slučaju, kada se premaši potrošnja električne energije, električni brojilac isključuje potrošača iz mreže. Za kontrolu opskrbe naponom, unutar električnog brojila ugrađuje se dobavljač na odgovarajuću struju. Isključenje je moguće i ako je potrošač prekoračio dodijeljeni limit električne energije ili je pretplata za električnu energiju završila. Usput, neki električni brojili omogućuju vam nadopunu stanja novca izravno putem ugrađenih čitača plastičnih kartica. Električna brojila ove skupine uključuju STK-1-10 i STK-3-10, proizvedene u Odesi.

AMR

Pokušaji stvaranja ASKUE-a (automatiziranog upravljačkog sustava za mjerenje električne energije) povezani su s pojavom relativno pristupačnih mikroprocesorskih uređaja, međutim, visoki troškovi potonjih računovodstvenih sustava učinili su dostupnim samo velikim industrijskim poduzećima. Razvoj ASKUE-a obavili su čitavi istraživački instituti.

Rješavanje problema je uključivalo:

• opremanje indukcijskih brojila električne energije s okretnim senzorima;

• stvaranje uređaja sposobnih za brojanje dolaznih impulsa i prijenos rezultata na računalo;

• gomilanje rezultata računanja i formiranje izvještajnih dokumenata u računalu.

Prvi računovodstveni sustavi bili su izuzetno skupi, nepouzdani i neinformativni kompleksi, ali omogućili su stvaranje osnova ASKUE sljedećim generacijama.

Preokret u razvoju ASKUE-a bio je pojava osobnih računala i stvaranje elektronskih brojila električne energije. Široko uvođenje stanične komunikacije dalo je još veći zamah razvoju automatiziranih mjernih sustava, što je omogućilo stvaranje bežičnih sustava, jer je pitanje organiziranja komunikacijskih kanala bilo jedno od glavnih u tom smjeru.

Glavna svrha sustava ASKUE je prikupljanje svih podataka o protoku električne energije na svim razinama napona u razumnim vremenskim intervalima i obrada podataka na način koji pruža izvještaje o potrošenom ili praženom električnom energijom (snaga), analiza i konstrukcija predviđanja za potrošnju (proizvodnju) ), izvršiti analizu pokazatelja troškova i, na kraju, - što je najvažnije - napraviti proračune za električnu energiju.

Za organiziranje ASKUE sustava potrebno je:

• Na mjernim mjestima za energiju ugradite visoko precizne mjerne uređaje - elektroničke brojila

• Digitalni signali za prijenos u takozvanim "dodacima", opremljeni memorijom.

• Stvorite komunikacijski sustav (u pravilu, nedavno za to koriste GSM - komunikaciju), koji omogućuje daljnji prijenos informacija lokalnim (u poduzeću) i gornjim razinama.

• Organizirati i opremiti centre za obradu informacija modernim računalima i softverom.

ASKUE shema

Primjer jednostavne sheme organizacije ASKUE prikazan je na slici. Može se razlikovati nekoliko zasebnih glavnih razina:

1. Prva razina je razina prikupljanja podataka.

Elementi ove razine su električni brojila i različiti uređaji koji mjere parametre sustava. Kao takvi uređaji mogu se koristiti razni senzori, koji imaju izlaz za spajanje RS-485 sučelja i senzore spojene na sustav putem posebnih analogno-digitalnih pretvarača. Potrebno je obratiti pažnju na činjenicu da je moguće koristiti ne samo elektroničke brojila, nego i konvencionalne indukcijske brojila opremljena pretvaračima broja okretaja diska u električne impulse.

U ASKUE sustavima RS-485 sučelje koristi se za spajanje senzora na kontrolere.Ulazna impedancija prijamnika informacijskog signala putem RS-485 sučelja je obično 12 kOhm. Budući da je snaga odašiljača ograničena, to također ograničava broj prijemnika spojenih na liniju. Prema specifikaciji RS-485 sučelja, uzimajući u obzir krajnje otpornike, prijemnik može voditi do 32 senzora.

2. Druga razina je spojna razina.

Na ovoj su razini različiti kontroleri potrebni za transport signala. U shemi ASKUE prikazanoj na slici 9, element druge razine je pretvarač koji pretvara elektronski signal iz linije sučelja RS-485 u liniju sučelja RS-232, što je potrebno za čitanje podataka na računalu ili od strane upravljačkog kontrolera.

Ako je potrebno spojiti više od 32 senzora, tada se uređaji zvani čvorišta pojavljuju u krugu na ovoj razini. Na slici je prikazana shema konstrukcije ASKUE sustava za broj senzora od 1 do 247 kom.

Treća razina je razina prikupljanja, analize i pohrane podataka. Element ove razine je računalo, kontroler ili poslužitelj. Glavni zahtjev za opremu na ovoj razini je dostupnost specijaliziranog softvera za konfiguriranje elemenata sustava.

Trenutno su gotovo svi elektronski brojili električne energije opremljeni sučeljem za uključivanje u ASKUE sustav. Čak i oni koji nemaju tu značajku mogu biti opremljeni optičkim priključkom za lokalno uzimanje čitanja izravno na mjestu instalacije brojila čitanjem podataka u osobno računalo. Stoga je danas električni brojilo složen elektronički uređaj.

Međutim, ne biste trebali misliti da se za daljinsko očitavanje mogu koristiti samo elektronički brojila (naime, ovaj je glavni u ASKUE sustavima).

Mjerači označeni slovom „D“, na primjer, SR3U-I670D, imaju telemetrijski izlaz (senzor pulsa), koji osigurava prijenos informacija o aktivnoj (reaktivnoj) energiji koja prolazi kroz brojilo do daljinskog sustava za prikupljanje i obradu podataka putem dvožilne komunikacijske linije. Na slici je upravo prikazan takav mjerač električne energije s uklonjenim poklopcem kućišta:

Električni brojilo SR3U-I670D

Senzor impulsa (2) ugrađen je na bočnu ploču električnog brojila. Kako radi ovaj senzor?

Sjetimo se uređaja indukcijskog brojila. Ima takav element kao aluminijski disk. Njegova brzina rotacije izravno je proporcionalna snazi ​​koju troši opterećenje. Ovdje je brzina rotacije diska, točnije broj okretaja, i numerička je karakteristika koja se može pretvoriti u impulse i prenijeti na komunikacijsku liniju. Stoga brojači s ugrađenim senzorima uzrokuju takav parametar kao što je broj impulsa po 1 kW * h.

Kao izvor impulsa koristi se mjerni transformator, čiji magnetski tok povremeno prelazi metalni sektor, montiran na osi diska. Impulsi primljeni od njega dovode se u krug samog senzora, a zatim u komunikacijski vod. Senzor prima snagu na istoj liniji.

U principu, svaki indukcijski mjerač može biti opremljen senzorom impulsa, na primjer, kao što je E870.

Pulsni senzor E870

Princip rada senzora E870 razlikuje se od gore opisanog. Za njegovo funkcioniranje, zatamnjen sektor nanosi se crnom bojom na ravnu površinu diska brojila.

Senzor impulsa - pretvarač ima foto-LED glavu u svom dizajnu - tj. par fotodioda - LED, Senzor je ugrađen unutar brojača tako da je glava usmjerena prema disku. Signal koji emitira LED reflektira se s diska i prima ga fotodioda. Zbog zatamnjenog sektora diska, signal je isprekidan.

Elektronički sklop na logičkim elementima nadgleda te prekide, pretvara i izdaje uzastopne impulse u komunikacijskoj liniji.Radni ciklus (brzina ponavljanja) ovih impulsa izravno je proporcionalan brzini vrtnje diska, a samim tim, potrošnja energije i može se vizualno procijeniti pomoću indikatorske LED.

S druge strane komunikacijske linije, prijemni uređaj prima te impulse, broji njihov broj za određeno vremensko razdoblje i daje rezultat uređaju za prikaz informacija. Tako se mjerač očitava na daljinu. Tako su izgrađeni prvi sustavi daljinskog prikupljanja podataka.

Međutim, postavlja se legitimno pitanje - gore smo ispitali sučelja RS 485 i RS 232, ali ovdje imamo impulsni slijed.

Ispada da, svejedno, nećemo povezati indukcijske brojila u moderne sheme za izgradnju automatiziranog sustava za mjerenje energije koji je gore razmotren? U principu, to se može učiniti. Pretvaranje nizova impulsa u isto sučelje RS 232 nije teško, ovaj će adapter biti relativno jednostavan elektronički krug. Ali nema mnogo smisla u tome. Indukcijski električni brojili postupno postaju prošlost, a tamo gdje su ugrađeni, oni se koriste samo kao lokalni mjerni uređaji.

Kod dizajniranja modernih ASKUE sustava koriste se samo elektronski brojila. Oni imaju nesporne prednosti u odnosu na indukciju u planu informacija i imaju gotovo neograničene uslužne mogućnosti.

Mihail Tikhonchuk

Pročitajte i na ovu temu:Kako je uređen i radi elektronički brojilo električne energije