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Informazioni sui contatori elettronici e CHIEDERE "manichini"
Contatori elettronici
Un contatore elettronico è un convertitore di un segnale analogico in una frequenza di ripetizione degli impulsi, il cui calcolo fornisce la quantità di energia consumata.
Il vantaggio principale dei contatori elettronici rispetto a quelli a induzione è l'assenza di elementi rotanti. Inoltre, forniscono una gamma più ampia di tensioni di ingresso, semplificano l'organizzazione dei sistemi di misurazione multi-tariffaria e dispongono di una modalità retrospettiva, ad es. ti permettono di vedere la quantità di energia consumata per un certo periodo - di solito mensile; misurare il consumo di energia, adattarsi facilmente alla configurazione Chiedere sistemi e hanno molte altre funzioni di servizio aggiuntive.
Una varietà di queste funzionalità risiede nel software. microcontrollore, che è un attributo indispensabile di un moderno contatore elettrico elettronico.
strutturalmente contatore elettrico il metro è costituito da un alloggiamento con morsettiera, un trasformatore di misurazione della corrente e un circuito stampato su cui sono installati tutti i componenti elettronici.
I componenti principali di un moderno contatore elettronico sono: trasformatore di corrente, display LCD, alimentazione del circuito elettronico, microcontrollore, orologio in tempo reale, uscita telemetrica, supervisore, controlli, porta ottica (opzionale).
Il display LCD è un indicatore alfanumerico a più cifre ed è destinato a indicare modalità operative, informazioni sull'elettricità consumata, visualizzare la data e l'ora corrente.
La fonte di alimentazione viene utilizzata per ottenere la tensione di alimentazione del microcontrollore e altri elementi del circuito elettronico. Un supervisore è associato direttamente alla fonte. Il supervisore genera un segnale di ripristino per il microcontrollore quando l'alimentazione viene accesa e spenta e monitora anche le variazioni della tensione di ingresso.
L'orologio in tempo reale è progettato per contare l'ora e la data attuali. In alcuni contatori elettrici, queste funzioni sono assegnate al microcontrollore, tuttavia, per ridurne il carico, di norma utilizzano un chip separato, ad esempio DS1307N. L'uso di un chip separato consente di liberare la potenza del microcontrollore e di indirizzarlo verso attività più impegnative.
L'uscita telemetrica viene utilizzata per connettersi al sistema ASKUE o direttamente al computer (di norma, tramite il convertitore di interfaccia RS485 / RS232). La porta ottica, che non è disponibile in tutti i contatori elettrici, consente di ottenere informazioni direttamente dal contatore elettrico e, in alcuni casi, serve per la loro programmazione (parametrizzazione).
Il cuore del misuratore elettronico è un microcontrollore. Potrebbe essere come Chip microchip (controller PIC), così come i produttori di ATMEL o NEC.
In un contatore elettronico, le prestazioni di quasi tutte le funzioni sono assegnate al microcontrollore. È un convertitore ADC (converte il segnale di ingresso dal trasformatore di corrente in una forma digitale, esegue la sua elaborazione matematica e trasmette il risultato a un display digitale.) Il microcontrollore riceve anche comandi dai comandi e controlla le uscite dell'interfaccia.
Le capacità che il microcontrollore possiede, ripeto, dipendono dal suo software (software). Senza software - è solo un sorriso di plastica - cubo di silicone. Pertanto, la varietà di funzioni e attività di servizio eseguite dipende dall'attività tecnica impostata per il programmatore.
Attualmente, lo sviluppo di contatori elettronici è principalmente in termini di aggiunta di "campane e fischietti", vari produttori stanno aggiungendo nuove funzioni, ad esempio alcuni dispositivi possono monitorare lo stato della rete di alimentazione con la trasmissione di queste informazioni ai centri di spedizione, ecc.
Abbastanza spesso, una funzione di limitazione della potenza viene introdotta nel contatore elettrico. In questo caso, quando viene superato il consumo di energia, il contatore elettrico disconnette il consumatore dalla rete. Per controllare l'alimentazione di tensione, all'interno del contatore elettrico è installato contattore alla corrente appropriata. L'arresto è possibile anche se il consumatore ha superato il limite di elettricità assegnato o è terminato il pagamento anticipato per l'elettricità. A proposito, alcuni contatori elettrici ti consentono di reintegrare il saldo in contanti direttamente attraverso i lettori di carte di plastica incorporati. I contatori elettrici di questo gruppo includono STK-1-10 e STK-3-10, fabbricati a Odessa.
AMR
I tentativi di creare un ASKUE (sistema di controllo automatizzato per la misurazione dell'elettricità) sono associati alla comparsa di dispositivi a microprocessore relativamente convenienti, tuttavia l'alto costo di questi ultimi ha reso i sistemi contabili accessibili solo alle grandi imprese industriali. Lo sviluppo di ASKUE è stato realizzato da interi istituti di ricerca.
La soluzione al problema riguardava:
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dotare i contatori di energia elettrica di induzione con sensori di rivoluzione;
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creazione di dispositivi in grado di contare gli impulsi in ingresso e trasmettere il risultato a un computer;
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accumulazione in computer dei risultati del conteggio e della formazione dei documenti di segnalazione.
I primi sistemi di contabilità erano complessi estremamente costosi, inaffidabili e non informativi, ma hanno permesso di costituire la base per la creazione di ASKUE delle prossime generazioni.
La svolta nello sviluppo di ASKUE è stata l'emergere di personal computer e la creazione di contatori elettronici di elettricità. La diffusa introduzione delle comunicazioni cellulari ha dato un impulso ancora maggiore allo sviluppo di sistemi di misurazione automatizzati, che hanno permesso di creare sistemi wireless, poiché la questione dell'organizzazione dei canali di comunicazione è stata una delle principali in questa direzione.
Lo scopo principale del sistema ASKUE è quello di raccogliere tutti i dati sui flussi di energia elettrica a tutti i livelli di tensione in intervalli di tempo ragionevoli ed elaborare i dati in modo tale da fornire rapporti sull'elettricità consumata o scarica (energia), analizzare e fare previsioni sui consumi (generazione) ), esegue un'analisi degli indicatori di costo e, infine, - soprattutto - effettua calcoli per l'energia elettrica.
Per organizzare il sistema ASKUE è necessario:
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Nei punti di misurazione dell'energia, installare dispositivi di misurazione ad alta precisione: misuratori elettronici
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Segnali digitali da trasmettere nei cosiddetti "adders", dotati di memoria.
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Creare un sistema di comunicazione (di norma, recentemente utilizzano GSM - comunicazione per questo), che fornisce ulteriori trasferimenti di informazioni a livello locale (presso l'azienda) e ai livelli superiori.
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Organizzare e dotare i centri di elaborazione delle informazioni di moderni computer e software.
Schema ASKUE
Un esempio di un semplice schema organizzativo ASKUE è mostrato nella figura. Può distinguere diversi livelli principali separati:
1. Il primo livello è il livello di raccolta delle informazioni.
Elementi di questo livello sono contatori elettrici e vari dispositivi che misurano i parametri del sistema. Come tali dispositivi, è possibile utilizzare vari sensori, entrambi dotati di un'uscita per il collegamento dell'interfaccia RS-485 e sensori collegati al sistema tramite speciali convertitori da analogico a digitale. È necessario prestare attenzione al fatto che è possibile utilizzare non solo contatori elettrici elettronici, ma anche contatori di induzione convenzionali dotati di convertitori del numero di giri del disco in impulsi elettrici.
Nei sistemi ASKUE, l'interfaccia RS-485 viene utilizzata per collegare i sensori ai controller.L'impedenza di ingresso del ricevitore del segnale di informazione tramite l'interfaccia RS-485 è generalmente di 12 kOhm. Poiché la potenza del trasmettitore è limitata, ciò limita anche il numero di ricevitori collegati alla linea. Secondo le specifiche dell'interfaccia RS-485, tenendo conto delle resistenze terminali, il ricevitore può condurre fino a 32 sensori.
2. Il secondo livello è il livello di connessione.
A questo livello sono i vari controller necessari per trasportare il segnale. Nello schema ASKUE mostrato in Figura 9, l'elemento di secondo livello è un convertitore che converte il segnale elettronico dalla linea di interfaccia RS-485 alla linea di interfaccia RS-232, ciò è necessario per la lettura dei dati da un computer o da un controller di controllo.
Se è necessario collegare più di 32 sensori, i dispositivi chiamati hub appaiono nel circuito a questo livello. La figura mostra lo schema di costruzione del sistema ASKUE per il numero di sensori da 1 a 247 pezzi.
Il terzo livello è il livello di raccolta, analisi e archiviazione dei dati. Un elemento di questo livello è un computer, controller o server. Il requisito principale per le apparecchiature a questo livello è la disponibilità di software specializzato per configurare gli elementi di sistema.
Attualmente, quasi tutti i contatori elettrici elettronici sono dotati di un'interfaccia per l'inclusione nel sistema ASKUE. Anche quelli che non dispongono di questa funzione possono essere dotati di una porta ottica per locale prendere letture direttamente nel sito di installazione del contatore leggendo le informazioni in un personal computer. Pertanto, oggi il contatore elettrico è un dispositivo elettronico complesso.
Tuttavia, non dovresti pensare che solo i contatori elettronici possano essere utilizzati per la lettura remota (vale a dire, questo obiettivo è quello principale nei sistemi ASKUE).
I misuratori contrassegnati con la lettera "D", ad esempio SR3U-I670D, hanno un'uscita telemetrica (sensore di impulsi), che assicura la trasmissione di informazioni sull'energia attiva (reattiva) che passa attraverso il misuratore al sistema di raccolta ed elaborazione dei dati remoto tramite una linea di comunicazione a due fili. La figura mostra solo un tale contatore elettrico con il coperchio dell'alloggiamento rimosso:
Contatore elettrico SR3U-I670D
Un sensore di impulsi (2) è installato sul pannello laterale del contatore elettrico. Come funziona questo sensore?
Ricordiamo il dispositivo del misuratore di induzione. Ha un elemento come un disco di alluminio. La sua velocità di rotazione è direttamente proporzionale alla potenza consumata dal carico. Ecco la velocità di rotazione del disco, o piuttosto il numero di giri, ed è una caratteristica numerica che può essere convertita in impulsi e trasmessa alla linea di comunicazione. Pertanto, i contatori con sensori integrati causano un parametro come il numero di impulsi per 1 kW * h.
Un trasformatore di misura funge da sorgente di impulsi, il cui flusso magnetico attraversa periodicamente il settore metallico, montato sull'asse del disco. Gli impulsi ricevuti da esso vengono inviati al circuito del sensore stesso e quindi alla linea di comunicazione. Il sensore riceve alimentazione sulla stessa linea.
In linea di principio, qualsiasi misuratore di induzione può essere dotato di un sensore di impulsi, ad esempio E870.
Sensore di impulsi E870
Il principio di funzionamento del sensore E870 differisce da quello sopra descritto. Per il suo funzionamento, un settore oscurato viene applicato con vernice nera sulla superficie piana del disco del misuratore.
Il sensore di impulsi - il convertitore ha una testa foto-LED nel suo design - ad es. una coppia fotodiodo - LED. Il sensore è installato all'interno del bancone in modo che la testa sia diretta verso il disco. Il segnale emesso dal LED viene riflesso dal disco e ricevuto dal fotodiodo. A causa del settore oscurato del disco, il segnale è intermittente.
Il circuito elettronico sugli elementi logici monitora queste interruzioni, converte ed emette impulsi consecutivi sulla linea di comunicazione.Il duty cycle (frequenza di ripetizione) di questi impulsi è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione del disco e, quindi, al consumo di energia e può essere valutato visivamente dal LED indicatore.
Dall'altro lato della linea di comunicazione, il dispositivo ricevente riceve questi impulsi, conta il loro numero per un certo periodo di tempo e fornisce il risultato al dispositivo di visualizzazione delle informazioni. Pertanto, il misuratore legge in remoto. Ecco come sono stati costruiti i primi sistemi di raccolta di informazioni remote.
Tuttavia, sorge una domanda legittima: sopra abbiamo esaminato le interfacce RS 485 e RS 232, ma qui abbiamo una sequenza di impulsi.
Si scopre, comunque, non collegheremo i contatori di induzione ai moderni schemi per la costruzione di un sistema automatizzato di contabilità e contabilità di potenza considerato sopra? In linea di principio, questo può essere fatto. La conversione di una sequenza di impulsi nella stessa interfaccia RS 232 non è un grosso problema; questo adattatore sarà un circuito elettronico relativamente semplice. Ma non ha molto senso questo. I contatori elettrici a induzione stanno gradualmente diventando un ricordo del passato e, laddove installati, vengono utilizzati solo come dispositivi di misurazione locali.
Quando si progettano i moderni sistemi ASKUE, vengono utilizzati solo contatori elettronici. Hanno innegabili vantaggi rispetto all'induzione nel piano di "informazione" e hanno capacità di servizio quasi illimitate.
Mikhail Tikhonchuk
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