Apie elektroninius skaitiklius ir „manekenų“ KLAUSIMĄ

Elektroniniai skaitikliai

Elektroninis skaitiklis yra analoginio signalo keitimas į impulsų pasikartojimo dažnį, kurio apskaičiavimas parodo sunaudotos energijos kiekį.

Pagrindinis elektroninių skaitiklių pranašumas, palyginti su indukciniais, yra besisukančių elementų nebuvimas. Be to, jie teikia platesnį įvesties įtampų diapazoną, leidžia lengvai organizuoti daugia tarifų matavimo sistemas ir turi retrospektyvinį režimą - t.y. leisti pamatyti energijos kiekį, sunaudotą tam tikram laikotarpiui - paprastai kas mėnesį; išmatuokite energijos suvartojimą, lengvai priderinkite prie konfigūracijos ASKUE sistemos ir turi dar daug papildomų paslaugų funkcijų.

Šių funkcijų įvairovė slypi programinėje įrangoje. mikrovaldiklis, kuris yra būtinas šiuolaikinio elektroninio elektros skaitiklio atributas.

Konstruktyviai elektros skaitiklis skaitiklį sudaro korpusas su gnybtų bloku, srovės matavimo transformatorius ir spausdintinė plokštė, ant kurios sumontuoti visi elektroniniai komponentai.

Pagrindiniai šiuolaikinio elektroninio skaitiklio komponentai yra: srovės transformatorius, LCD ekranas, elektroninės grandinės maitinimo šaltinis, mikrovaldiklis, realaus laiko laikrodis, telemetrinis išėjimas, prižiūrėtojas, valdikliai, optinis prievadas (pasirinktinai).

Skystųjų kristalų ekranas yra kelių skaitmenų raidinis ir skaitmeninis indikatorius, skirtas parodyti darbo režimus, informaciją apie suvartotą elektros energiją, parodyti datą ir dabartinį laiką.

Maitinimo šaltinis naudojamas gaunant mikrovaldiklio maitinimo įtampą ir kitus elektroninės grandinės elementus. Vadovas yra tiesiogiai susijęs su šaltiniu. Prižiūrėtojas sukuria atstatymo signalą mikrovaldikliui, kai įjungiamas ir išjungiamas maitinimas, taip pat stebi įvesties įtampos pokyčius.

Realiojo laiko laikrodis yra skirtas suskaičiuoti esamą laiką ir datą. Kai kuriuose elektros skaitikliuose šios funkcijos yra priskirtos mikrovaldikliui, tačiau, norint sumažinti jo apkrovą, jie paprastai naudoja atskirą mikroschemą, pavyzdžiui, DS1307N. Naudodami atskirą mikroschemą galite atlaisvinti mikrovaldiklio galią ir nukreipti juos į sudėtingesnes užduotis.

Telemetrinis išėjimas naudojamas prisijungti prie „ASKUE“ sistemos arba tiesiai prie kompiuterio (paprastai per RS485 / RS232 sąsajos keitiklį). Optinis prievadas, kurio nėra visuose elektros skaitikliuose, leidžia paimti informaciją tiesiai iš elektros skaitiklio ir kai kuriais atvejais yra naudojamas jų programavimui (parametrų nustatymui).

Elektroninio skaitiklio širdis yra mikrovaldiklis. Tai gali būti kaip Mikroschemos mikroschema (PIC valdiklis), taip pat ATMEL ar NEC gamintojai.

Elektroniniame skaitiklyje beveik visos funkcijos atliekamos mikrovaldikliui. Tai yra ADC keitiklis (konvertuoja įvesties signalą iš srovės transformatoriaus į skaitmeninę formą, atlieka jo matematinį apdorojimą ir išveda rezultatą į skaitmeninį ekraną.) Mikrovaldiklis taip pat gauna komandas iš valdiklių ir kontroliuoja sąsajos išėjimus.

Pakartoju, mikrovaldiklio galimybes, priklauso nuo jo programinės įrangos (programinės įrangos). Be programinės įrangos - tai tik plastikinio silicio kubo šypsena. Todėl paslaugų ir atliekamų užduočių įvairovė priklauso nuo to, kokia techninė užduotis buvo nustatyta programuotojui.

Šiuo metu elektroninių skaitiklių kūrimas daugiausia susijęs su varpų ir švilpukų įtraukimu, įvairūs gamintojai prideda naujų funkcijų, pavyzdžiui, kai kurie įrenginiai gali stebėti energijos tiekimo tinklo būklę perduodant šią informaciją į dispečerinius centrus ir pan.

Gana dažnai į elektros skaitiklį įvedama galios ribojimo funkcija. Tokiu atveju, kai viršijama suvartojama energija, elektros skaitiklis atjungia vartotoją nuo tinklo. Elektros skaitiklio viduje sumontuotas įtampos tiekimas kontaktorius iki atitinkamos srovės. Išjungti taip pat įmanoma, jei vartotojas viršijo leistiną elektros energijos kiekį arba baigėsi išankstinis apmokėjimas už elektrą. Beje, kai kurie elektros skaitikliai leidžia papildyti grynųjų pinigų likutį tiesiai per įmontuotus plastikinių kortelių skaitytuvus. Prie šios grupės elektros skaitiklių priskiriami STK-1-10 ir STK-3-10, gaminami Odesoje.

KLAUSTI

Bandymai sukurti ASKUE (automatinę elektros energijos apskaitos valdymo sistemą) yra susiję su palyginti prieinamų mikroprocesorių įrenginių atsiradimu, tačiau dėl didelių pastarųjų sąnaudų apskaitos sistemos tapo prieinamos tik didelėms pramonės įmonėms. ASKUE kūrimą vykdė ištisi tyrimų institutai.

Susijusios problemos sprendimas:

• indukcijos elektros energijos skaitiklių įrengimas su apsisukimų davikliais;

• prietaisų, galinčių suskaičiuoti gaunamus impulsus ir perduoti rezultatą į kompiuterį, sukūrimas;

• suskaičiavimo rezultatų kaupimas kompiuteryje ir ataskaitinių dokumentų formavimas.

Pirmosios apskaitos sistemos buvo nepaprastai brangios, nepatikimos ir neinformatyvios, tačiau jos leido sudaryti pagrindą kuriant ASKUE kitas kartas.

Posūkis į ASKUE plėtrą buvo asmeninių kompiuterių atsiradimas ir elektroninių elektros skaitiklių sukūrimas. Plačiai įdiegtas korinis ryšys davė dar didesnį postūmį automatizuotų matavimo sistemų plėtrai, leidusiai sukurti bevielio ryšio sistemas, nes komunikacijos kanalų organizavimo klausimas buvo vienas pagrindinių šia linkme.

Pagrindinis „ASKUE“ sistemos tikslas yra surinkti visus duomenis apie elektros energijos srautus visais įtampos lygiais tinkamais laiko intervalais ir apdoroti duomenis tokiu būdu, kad būtų galima pateikti ataskaitas apie sunaudotą ar išeikvotą elektros energiją (galią), išanalizuoti ir sudaryti vartojimo (gamybos) prognozes. ), atlikti išlaidų rodiklių analizę ir, galiausiai, - svarbiausia - atlikti elektros energijos skaičiavimus.

Norint organizuoti ASKUE sistemą, būtina:

• Energijos apskaitos punktuose sumontuokite didelio tikslumo matavimo prietaisus - elektroninius skaitiklius

• Skaitmeniniai signalai, perduodami vadinamaisiais „kaupikliais“, turinčiais atmintį.

• Sukurkite ryšių sistemą (paprastai pastaruoju metu jie tam naudojasi GSM ryšiu), kuri suteikia galimybę toliau perduoti informaciją vietiniams (įmonėje) ir aukštesniems lygiams.

• Organizuoti ir aprūpinti informacijos apdorojimo centrus moderniais kompiuteriais ir programine įranga.

ASKUE schema

Paprastos ASKUE organizacijos schemos pavyzdys parodytas paveikslėlyje. Jis gali atskirti kelis atskirus pagrindinius lygius:

1. Pirmasis lygis yra informacijos rinkimo lygis.

Šio lygio elementai yra elektros skaitikliai ir įvairūs įtaisai, matuojantys sistemos parametrus. Kaip tokie įtaisai, gali būti naudojami įvairūs jutikliai, tiek turintys išėjimą RS-485 sąsajai prijungti, tiek jutiklius, prijungtus prie sistemos per specialius analogo-skaitmeninio keitiklius. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad galima naudoti ne tik elektroninius elektros skaitiklius, bet ir įprastus indukcinius matuoklius, aprūpintus disko apsisukimų skaičiaus į elektros impulsus keitikliais.

ASKUE sistemose jutikliams prijungti prie valdiklių naudojama RS-485 sąsaja.Informacijos signalo imtuvo įėjimo varža per RS-485 sąsają paprastai yra 12 kOhm. Kadangi siųstuvo galia yra ribota, tai taip pat riboja imtuvų, prijungtų prie linijos, skaičių. Remiantis RS-485 sąsajos specifikacija, atsižvelgiant į galinius rezistorius, imtuvas gali atlikti iki 32 jutiklių.

2. Antrasis lygis yra jungiamasis lygis.

Šiame lygyje yra įvairių valdiklių, reikalingų signalui perduoti. ASKUE schemoje, parodytoje 9 paveiksle, antrojo lygio elementas yra keitiklis, kuris konvertuoja elektroninį signalą iš RS-485 sąsajos linijos į RS-232 sąsajos liniją, tai yra būtina duomenų nuskaitymui kompiuteriu arba valdymo pultu.

Jei reikia prijungti daugiau nei 32 jutiklius, grandinės šiame lygyje atsiranda įtaisai, vadinami šakotuvais. Paveikslėlyje parodyta sistemos ASKUE jutiklių skaičiaus nuo 1 iki 247 vnt konstrukcija.

Trečiasis lygis yra duomenų rinkimo, analizės ir saugojimo lygis. Šio lygio elementas yra kompiuteris, valdiklis arba serveris. Pagrindinis šio lygio įrangos reikalavimas yra galimybė naudotis specializuota programine įranga sistemos elementams konfigūruoti.

Šiuo metu beveik visuose elektroniniuose elektros skaitikliuose yra sąsaja, kurią galima įtraukti į ASKUE sistemą. Net tie, kurie šios funkcijos neturi, gali būti aprūpinti optiniu prievadu vietiniams skaitymų ėmimas tiesiogiai skaitiklio įrengimo vietoje nuskaitydami informaciją į asmeninį kompiuterį. Todėl šiandien elektros skaitiklis yra sudėtingas elektroninis prietaisas.

Tačiau neturėtumėte galvoti, kad nuotoliniam skaitymui gali būti naudojami tik elektroniniai skaitikliai (būtent šis tikslas yra pagrindinis ASKUE sistemose).

Skaitikliai, pažymėti raide „D“, pavyzdžiui, SR3U-I670D, turi telemetrinį išėjimą (impulsų jutiklį), kuris užtikrina informacijos apie aktyviąją (reaktyviąją) energiją, perduodamą per skaitiklį, perdavimo į nuotolinę duomenų rinkimo ir apdorojimo sistemą per dviejų laidų ryšio liniją. Paveikslėlyje tik parodytas toks elektros skaitiklis, nuimtas korpuso dangtis:

Elektros skaitiklis SR3U-I670D

Ant elektros skaitiklio šoninio skydelio įmontuotas impulsų jutiklis (2). Kaip veikia šis jutiklis?

Prisiminkime indukcijos matuoklio prietaisą. Jis turi tokį elementą kaip aliuminio diskas. Jo sukimosi greitis yra tiesiogiai proporcingas apkrovos sunaudojamai galiai. Čia yra disko sukimosi greitis, tiksliau, apsisukimų skaičius, ir yra skaitinė charakteristika, kurią galima konvertuoti į impulsus ir perduoti į ryšio liniją. Todėl skaitikliai su įmontuotais jutikliais sukelia tokį parametrą kaip impulsų skaičius 1 kW * h.

Matavimo transformatorius tarnauja kaip impulsų šaltinis, kurio magnetinis srautas periodiškai kerta metalo sektorių, pritvirtintą prie disko ašies. Iš jo gaunami impulsai tiekiami į paties jutiklio grandinę, o po to į ryšio liniją. Jutiklis gauna energiją toje pačioje linijoje.

Iš esmės bet kuriame indukcijos matuoklyje gali būti pulso jutiklis, pavyzdžiui, E870.

Impulsų jutiklis E870

Jutiklio E870 veikimo principas skiriasi nuo aukščiau aprašyto. Tam, kad jis veiktų, ant plokščio skaitiklio disko paviršiaus juodais dažais užteptas patamsėjęs sektorius.

Impulsų jutiklis - keitiklis turi savo fotoaparato LED galvutę - t. pora fotodiodas - LED. Jutiklis sumontuotas prekystalio viduje taip, kad galva būtų nukreipta į diską. Šviesos diodo skleidžiamas signalas atsispindi iš disko ir gaunamas fotodiode. Dėl patamsėjusio disko sektoriaus signalas yra pertraukiamas.

Loginė elementų elektroninė grandinė stebi šiuos trikdžius, konvertuoja ir perduoda iš eilės impulsus į ryšio liniją.Šių impulsų veikimo ciklas (pasikartojimo dažnis) yra tiesiogiai proporcingas disko sukimosi greičiui, todėl energijos suvartojimą ir jį galima vizualiai įvertinti indikatoriaus lempute.

Kitoje ryšių linijos pusėje priimantis įrenginys priima šiuos impulsus, tam tikrą laiką skaičiuoja jų skaičių ir pateikia rezultatą informacijos rodymo įrenginiui. Taigi skaitiklis nuskaito nuotoliniu būdu. Taip buvo sukurtos pirmosios nuotolinio informacijos rinkimo sistemos.

Tačiau kyla pagrįstas klausimas - aukščiau apžiūrėjome RS 485 ir RS 232 sąsajas, bet čia turime impulsų seką.

Pasirodo, vis dėlto mes nesiesime indukcijos skaitiklių į aukščiau aptartas šiuolaikines automatinės galios matavimo ir apskaitos sistemos kūrimo schemas? Iš principo tai galima padaryti. Impulsų sekos konvertavimas į tą pačią RS 232 sąsają nėra didelis dalykas, šis adapteris bus palyginti paprasta elektroninė grandinė. Bet čia nėra daug prasmės. Indukciniai elektros skaitikliai pamažu tampa praeitimi, o ten, kur jie sumontuoti, jie naudojami tik kaip vietiniai matavimo prietaisai.

Projektuojant modernias ASKUE sistemas naudojami tik elektroniniai skaitikliai. Jie turi neginčijamų pranašumų, palyginti su „informacijos“ plano įvedimu, ir turi beveik neribotas paslaugų galimybes.

Michailas Tikhončukas

Taip pat skaitykite šia tema:Kaip sutvarkytas ir veikia elektroninis elektros skaitiklis