Despre contoarele electronice și ASKUE pentru „manechine”

Contoare electronice

Un contor electronic este un convertor al semnalului analog la o rată de repetare a impulsului, al cărui calcul dă cantitatea de energie consumată.

Principalul avantaj al contoarelor electronice în comparație cu cele cu inducție este absența elementelor rotative. În plus, acestea oferă o gamă mai largă de tensiuni de intrare, facilitează organizarea sistemelor de contorizare mult tarifară și au un mod retrospectiv - adică. vă permite să vedeți cantitatea de energie consumată pentru o anumită perioadă - de obicei lunar; măsura consumul de energie, se încadrează cu ușurință în configurație Sisteme ASKUE și au multe alte funcții suplimentare.

O varietate de aceste caracteristici se află în software. microcontroler, care este un atribut indispensabil al unui contor electronic de electricitate modern.

structural contor electric contorul este format dintr-o carcasă cu bloc terminal, un transformator de măsurare a curentului și o placă de circuit imprimat pe care sunt instalate toate componentele electronice.

Principalele componente ale unui contor electronic modern sunt: ​​transformatorul de curent, afișajul LCD, alimentarea cu circuit electronic, microcontrolerul, ceasul în timp real, ieșirea telemetrică, supraveghetorul, comenzile, portul optic (opțional).

Ecranul LCD este un indicator alfanumeric cu mai multe cifre și este proiectat pentru a indica modurile de operare, informații despre energia electrică consumată, afișarea datei și ora curentă.

Sursa de alimentare este utilizată pentru a obține tensiunea de alimentare a microcontrolerului și a altor elemente ale circuitului electronic. Un supraveghetor este asociat direct cu sursa. Supraveghetorul generează un semnal de resetare pentru microcontroler atunci când este pornită și oprită, și de asemenea monitorizează modificările tensiunii de intrare.

Ceasul în timp real este proiectat pentru a număra ora și data curente. În unele contoare electrice, aceste funcții sunt atribuite microcontrolerului, însă, pentru a-i reduce sarcina, de regulă, folosesc un cip separat, de exemplu, DS1307N. Utilizarea unui cip separat vă permite să eliberați puterea microcontrolerului și să le direcționați către sarcini mai solicitante.

Ieșirea telemetrică este utilizată pentru conectarea la sistemul ASKUE sau direct la un computer (de regulă, printr-un convertor de interfață RS485 / RS232). Portul optic, care nu se află în toți contoarele electrice, vă permite să luați informații direct de la contorul electric și, în unele cazuri, servește la programarea lor (parametrizarea).

Inima contorului electronic este un microcontroller. Ar putea fi ca. Cip microchip (controler PIC), precum și producătorii de ATMEL sau NEC.

Într-un contor electronic, performanța a aproape toate funcțiile este atribuită microcontrolerului. Este un convertor ADC (transformă semnalul de intrare de la transformatorul curent într-o formă digitală, își execută procesarea matematică și dă rezultatul pe un afișaj digital.) Microcontrolerul primește, de asemenea, comenzi de la comenzi și controlează ieșirile interfeței.

Capacitățile pe care le are microcontrolerul, repet, depind de software-ul său (software). Fără software - este doar un plastic - zâmbet cub de siliciu. Prin urmare, diversitatea funcțiilor și sarcinilor prestate de servicii depinde de ce sarcină tehnică a fost stabilită pentru programator.

În prezent, dezvoltarea contoarelor electronice este în principal în ceea ce privește adăugarea de „clopote și fluiere”, diverși producători adaugă noi funcții, de exemplu, unele dispozitive pot monitoriza starea rețelei de alimentare cu transmiterea acestor informații către centrele de expediere etc.

Destul de des, o funcție de limitare a puterii este introdusă în contorul electric. În acest caz, la depășirea consumului de energie, contorul electric deconectează consumatorul de la rețea. Pentru a controla alimentarea cu tensiune, în interiorul contorului electric este instalat contactor la curentul adecvat. Oprirea este posibilă, de asemenea, dacă consumatorul a depășit limita de energie electrică alocată sau dacă plata în avans a fost încheiată. Apropo, unele contoare electrice vă permit să reîncărcați soldul direct prin intermediul cititorilor de carduri de plastic încorporate. Contoarele electrice ale acestui grup includ STK-1-10 și STK-3-10, fabricate la Odessa.

AMR

Încercările de a crea un ASKUE (sistem de control automat pentru contorizarea electricității) sunt asociate cu apariția unor dispozitive cu microprocesor relativ accesibile, cu toate acestea, costul ridicat al acestuia din urmă a făcut ca sistemele de contabilitate să fie accesibile doar marilor întreprinderi industriale. Dezvoltarea ASKUE a fost realizată de institute de cercetare întregi.

Soluția problemei implicate:

• echiparea contoarelor de energie electrică cu inducție cu senzori de revoluție;

• crearea de dispozitive capabile să numere impulsurile primite și să transmită rezultatul la un computer;

• acumularea pe calculator a rezultatelor numărării și formarea documentelor de raportare.

Primele sisteme de contabilitate au fost complexe extrem de scumpe, lipsite de încredere și neinformative, dar au permis să constituie baza creării ASKUE generațiilor următoare.

Punctul de cotitură în dezvoltarea ASKUE a fost apariția calculatoarelor personale și crearea de contoare electronice de electricitate. Introducerea pe scară largă a comunicațiilor celulare a dat un impuls și mai mare dezvoltării sistemelor automatizate de contorizare, ceea ce a făcut posibilă crearea de sisteme wireless, deoarece problema organizării canalelor de comunicare a fost una dintre principalele în această direcție.

Scopul principal al sistemului ASKUE este să colecteze toate datele privind fluxurile de energie electrică la toate nivelurile de tensiune la intervale de timp rezonabile și să prelucreze datele astfel încât să furnizeze rapoarte privind energia electrică consumată sau descărcată (energie), să analizeze și să creeze previziuni pentru consum (generare) ), efectuează o analiză a indicatorilor de costuri și, în sfârșit, - cel mai important - face calcule pentru energia electrică.

Pentru a organiza sistemul ASKUE este necesar:

• În punctele de contorizare a energiei instalați dispozitive de dozare de înaltă precizie - contoare electronice

• Semnalele digitale pentru a transmite în așa-numitele „adaosuri”, echipate cu memorie.

• Creează un sistem de comunicare (de regulă, folosesc recent GSM - comunicare pentru acest lucru), care asigură transferul suplimentar de informații la nivel local (la întreprindere) și la nivelurile superioare.

• Organizarea și dotarea centrelor de procesare a informațiilor cu computere și software moderne.

Schema ASKUE

Un exemplu de simplă schemă de organizare ASKUE este prezentat în figură. Poate distinge mai multe niveluri principale separate:

1. Primul nivel este nivelul de colectare a informațiilor.

Elementele acestui nivel sunt contoarele electrice și diferite dispozitive care măsoară parametrii sistemului. Ca astfel de dispozitive, se pot utiliza diverși senzori, atât cu o ieșire pentru conectarea interfeței RS-485, cât și senzori conectați la sistem prin convertoare speciale analog-digital. Este necesar să se acorde atenție faptului că este posibilă utilizarea nu numai a contoarelor electrice electronice, ci și a contoarelor de inducție convenționale echipate cu convertoare ale numărului de rotații ale discului în impulsuri electrice.

În sistemele ASKUE, interfața RS-485 este utilizată pentru conectarea senzorilor la controlere.Impedanța de intrare a receptorului semnalului de informații prin interfața RS-485 este de obicei de 12 kOhm. Deoarece puterea emițătorului este limitată, aceasta limitează și numărul de receptoare conectate la linie. Conform specificațiilor interfeței RS-485, ținând cont de rezistențele de terminare, receptorul poate conduce până la 32 de senzori.

2. Al doilea nivel este nivelul de conectare.

La acest nivel sunt diferite controlere necesare transportului semnalului. În schema ASKUE prezentată în figura 9, elementul de la al doilea nivel este un convertor care transformă semnalul electronic de la linia de interfață RS-485 în linia de interfață RS-232, acest lucru este necesar pentru citirea datelor de către un computer sau de către un controler de control.

Dacă este necesar să conectați mai mult de 32 de senzori, atunci la acest nivel apar dispozitive numite hub-uri. Figura arată schema de construcție a sistemului ASKUE pentru numărul de senzori de la 1 la 247 buc.

Al treilea nivel este nivelul de colectare, analiză și stocare a datelor. Un element de acest nivel este un computer, controler sau server. Principala cerință pentru echipamente la acest nivel este disponibilitatea unui software specializat pentru configurarea elementelor de sistem.

În prezent, aproape toate contoarele electronice de electricitate sunt echipate cu o interfață pentru includerea în sistemul ASKUE. Chiar și cele care nu au această caracteristică pot fi echipate cu un port optic pentru local luând lecturi direct pe site-ul de instalare al contorului citind informații într-un computer personal. Prin urmare, astăzi contorul electric este un dispozitiv electronic complex.

Totuși, nu trebuie să credeți că doar cititoarele electronice pot fi utilizate pentru citirea la distanță (și anume, acest obiectiv este principalul în sistemele ASKUE).

Contoarele marcate cu litera „D”, de exemplu, SR3U-I670D, au o ieșire telemetrică (senzor puls), care asigură transmiterea informațiilor despre energia activă (reactivă) care trece prin contor către sistemul de colectare și prelucrare a datelor de la distanță printr-o linie de comunicație cu două fire. Figura arată doar un astfel de contor de electricitate cu capacul carcasei scoase:

Contor electric SR3U-I670D

Pe panoul lateral al contorului electric este instalat un senzor de impuls (2). Cum funcționează acest senzor?

Să ne amintim de dispozitivul contorului de inducție. Are un astfel de element precum un disc de aluminiu. Viteza sa de rotație este direct proporțională cu puterea consumată de sarcină. Iată viteza de rotație a discului, sau mai degrabă numărul de rotații, și este o caracteristică numerică care poate fi transformată în impulsuri și transmisă pe linia de comunicare. Prin urmare, contoarele cu senzori integrați determină un astfel de parametru precum numărul de impulsuri la 1 kW * h.

Un transformator de măsurare este utilizat ca sursă de impuls, al cărui flux magnetic traversează periodic sectorul metalic, montat pe axa discului. Impulsurile primite de la acesta sunt furnizate circuitului senzorului propriu-zis și apoi liniei de comunicație. Senzorul primește putere pe aceeași linie.

În principiu, orice contor de inducție poate fi echipat cu un senzor de impuls, de exemplu, E870.

Senzor de impuls E870

Principiul de funcționare al senzorului E870 este diferit de cel descris mai sus. Pentru funcționarea sa, un sector întunecat este aplicat cu vopsea neagră pe suprafața plană a discului contorului.

Senzorul de impuls - convertorul are un cap foto-LED în designul său - adică. un cuplu fotodiodă - LED. Senzorul este instalat în contor, astfel încât capul să fie îndreptat către disc. Semnalul emis de LED este reflectat de pe disc și primit de fotodiodă. Datorită sectorului întunecat al discului, semnalul este intermitent.

Circuitul electronic de pe elementele logice monitorizează aceste întreruperi, convertește și emite impulsuri consecutive liniei de comunicație.Ciclul de funcționare (viteza de repetare) a acestor impulsuri este direct proporțional cu viteza de rotație a discului și, prin urmare, consumul de energie și poate fi evaluat vizual prin LED-ul indicator.

Pe cealaltă parte a liniei de comunicație, dispozitivul receptor primește aceste impulsuri, își numără numărul pentru o anumită perioadă de timp și oferă rezultatul dispozitivului de afișare a informațiilor. Astfel, contorul citește de la distanță. Așa au fost create primele sisteme de colectare de informații la distanță.

Cu toate acestea, apare o întrebare legitimă - mai sus am examinat interfețele RS 485 și RS 232, dar aici avem o secvență de impulsuri.

Se dovedește, la fel, că nu vom lega contoarele de inducție în schemele moderne de construire a unui sistem automat de contorizare și contabilitate considerat mai sus? În principiu, acest lucru se poate realiza. Convertirea unei secvențe de impulsuri în aceeași interfață RS 232 nu este o problemă mare, acest adaptor va fi un circuit electronic relativ simplu. Însă nu are mare sens în acest sens. Contoarele electrice de inducție devin treptat un lucru din trecut, iar acolo unde sunt instalate, sunt folosite doar ca dispozitive de contorizare locale.

La proiectarea sistemelor moderne ASKUE, se folosesc doar contoare electronice. Au avantaje incontestabile față de inducerea în planul „informației” și au capacități de servicii aproape nelimitate.

Mikhail Tikhonchuk

Citiți și pe acest subiect:Cum este aranjat și funcționat contorul electronic de electricitate