เกี่ยวกับมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์และ ASKUE สำหรับ "หุ่น"

เมตรอิเล็กทรอนิกส์

เคาน์เตอร์อิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์ซึ่งเป็นการคำนวณปริมาณพลังงานที่ใช้ไป

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องวัดอิเล็กทรอนิกส์เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องเหนี่ยวนำคือการขาดองค์ประกอบการหมุน นอกจากนี้ยังมีแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่หลากหลายทำให้ง่ายต่อการจัดระเบียบระบบวัดแสงแบบหลายภาษีและมีโหมดย้อนหลัง - เช่น ช่วยให้คุณเห็นปริมาณการใช้พลังงานในช่วงเวลาหนึ่งซึ่งโดยปกติจะเป็นรายเดือน วัดการใช้พลังงานพอดีกับการกำหนดค่า ระบบ ASKUE และมีฟังก์ชั่นบริการเพิ่มเติมอีกมากมาย

ความหลากหลายของคุณสมบัติเหล่านี้อยู่ในซอฟต์แวร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่ขาดไม่ได้ของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย

โครงสร้าง มิเตอร์ไฟฟ้า เมตรประกอบด้วยที่อยู่อาศัย ด้วย terminal blockหม้อแปลงวัดกระแสไฟฟ้าและแผงวงจรพิมพ์ที่ติดตั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด

ส่วนประกอบหลักของเครื่องวัดอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยคือ: หม้อแปลงกระแส, จอ LCD, แหล่งจ่ายไฟวงจรอิเล็กทรอนิกส์, ไมโครคอนโทรลเลอร์, นาฬิกาเรียลไทม์, เอาท์พุททาง telemetric, ผู้บังคับบัญชา, การควบคุม, พอร์ตแสง (ไม่จำเป็น)

จอแอลซีดีเป็นตัวบ่งชี้ตัวเลขและตัวอักษรหลายหลักและถูกออกแบบมาเพื่อระบุโหมดการทำงานข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานไฟฟ้าที่ใช้แสดงวันที่และเวลาปัจจุบัน

แหล่งพลังงานใช้สำหรับรับแรงดันของไมโครคอนโทรลเลอร์และองค์ประกอบอื่น ๆ ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ หัวหน้างานจะเชื่อมโยงโดยตรงกับแหล่งที่มา ผู้ควบคุมสร้างสัญญาณรีเซ็ตสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์เมื่อเปิดและปิดเครื่องและตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

นาฬิกาเรียลไทม์ได้รับการออกแบบมาเพื่อนับเวลาและวันที่ปัจจุบัน ในมิเตอร์ไฟฟ้าบางฟังก์ชั่นเหล่านี้จะถูกกำหนดให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างไรก็ตามเพื่อลดภาระของพวกเขาตามกฎพวกเขาใช้ชิปแยกเช่น DS1307N การใช้ชิปแยกช่วยให้คุณสามารถเพิ่มพลังของไมโครคอนโทรลเลอร์และนำพวกเขาไปสู่งานที่ต้องการมากขึ้น

เอาท์พุท telemetric ใช้เพื่อเชื่อมต่อกับระบบ ASKUE หรือโดยตรงไปยังคอมพิวเตอร์ (ตามกฎผ่านตัวแปลงอินเตอร์เฟส RS485 / RS232) พอร์ตออปติคัลซึ่งไม่สามารถใช้ได้ในทุกมิเตอร์ไฟฟ้าช่วยให้คุณสามารถนำข้อมูลจากมิเตอร์ไฟฟ้าได้โดยตรงและในบางกรณีใช้สำหรับการเขียนโปรแกรม (การกำหนดพารามิเตอร์)

หัวใจของเครื่องวัดอิเล็กทรอนิกส์เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ อาจเป็นเช่นนั้น ชิป Microchip (ตัวควบคุม PIC) เช่นเดียวกับผู้ผลิต ATMEL หรือ NEC

ในเครื่องวัดอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพของฟังก์ชั่นเกือบทั้งหมดได้รับมอบหมายให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ มันเป็นตัวแปลง ADC (แปลงสัญญาณอินพุตจากหม้อแปลงปัจจุบันเป็นรูปแบบดิจิตอลทำการประมวลผลทางคณิตศาสตร์และส่งผลลัพธ์ไปยังจอแสดงผลดิจิตอล) ไมโครคอนโทรลเลอร์ยังได้รับคำสั่งจากตัวควบคุมและควบคุมอินเทอร์เฟซเอาท์พุท

ความสามารถที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ครอบครองนั้นฉันซ้ำไปแล้วขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์ (ซอฟต์แวร์) ไม่มีซอฟต์แวร์ - มันเป็นแค่พลาสติก - รอยยิ้มลูกบาศก์ซิลิคอน ดังนั้นความหลากหลายของฟังก์ชั่นการบริการและงานที่ทำขึ้นอยู่กับงานทางเทคนิคที่กำหนดไว้สำหรับโปรแกรมเมอร์

ปัจจุบันการพัฒนาเครื่องวัดอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่เป็นการเพิ่ม "ระฆังและเสียงนกหวีด" ผู้ผลิตหลายรายกำลังเพิ่มฟังก์ชั่นใหม่ตัวอย่างเช่นอุปกรณ์บางตัวสามารถตรวจสอบสถานะของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟด้วยการส่งข้อมูลนี้ไปยังศูนย์จัดส่ง ฯลฯ

บ่อยครั้งที่มีการ จำกัด ฟังก์ชั่นการใช้พลังงานในมิเตอร์ไฟฟ้า ในกรณีนี้เมื่อเกินปริมาณการใช้พลังงานมิเตอร์ไฟฟ้าจะตัดการเชื่อมต่อผู้ใช้ไฟฟ้าจากเครือข่าย เพื่อควบคุมการจ่ายแรงดันภายในติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้า คอนแทค ถึงปัจจุบันที่เหมาะสม การปิดเครื่องยังสามารถทำได้หากผู้บริโภคเกินขีด จำกัด ไฟฟ้าที่กำหนดหรือการชำระเงินล่วงหน้าสำหรับการผลิตไฟฟ้าสิ้นสุดลง อย่างไรก็ตามมิเตอร์ไฟฟ้าบางตัวจะช่วยให้คุณเติมเงินสดคงเหลือได้โดยตรงผ่านเครื่องอ่านบัตรพลาสติกในตัว มิเตอร์ไฟฟ้าของกลุ่มนี้รวมถึง STK-1-10 และ STK-3-10 ที่ผลิตใน Odessa

AMR

ความพยายามในการสร้าง ASKUE (ระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับวัดแสงไฟฟ้า) มีความสัมพันธ์กับลักษณะของอุปกรณ์ไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีราคาไม่แพงอย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายสูงของระบบบัญชีหลังทำให้สามารถเข้าถึงได้เฉพาะกับองค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ การพัฒนา ASKUE ดำเนินการโดยสถาบันวิจัยทั้งหมด

วิธีแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้อง:

• เตรียมเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าเหนี่ยวนำพร้อมเซ็นเซอร์ตรวจจับการปฏิวัติ;

• การสร้างอุปกรณ์ที่สามารถนับพัลส์ที่เข้ามาและส่งผลลัพธ์ไปยังคอมพิวเตอร์

• การสะสมในคอมพิวเตอร์ของผลการนับและการสร้างเอกสารการรายงาน

ระบบบัญชีแรกมีราคาแพงมากซับซ้อนและไม่น่าเชื่อถือคอมเพล็กซ์ แต่พวกเขาได้รับอนุญาตให้สร้างพื้นฐานสำหรับการสร้าง ASKUE ของคนรุ่นต่อไป

จุดเปลี่ยนในการพัฒนา ASKUE คือการเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและการสร้างมิเตอร์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ การแนะนำการสื่อสารผ่านเซลลูลาร์อย่างกว้างขวางทำให้เกิดแรงผลักดันที่ยิ่งใหญ่กว่าต่อการพัฒนาระบบการวัดอัตโนมัติซึ่งทำให้สามารถสร้างระบบไร้สายได้เนื่องจากปัญหาของการจัดระเบียบช่องทางการสื่อสารเป็นหนึ่งในแนวทางหลักในทิศทางนี้

วัตถุประสงค์หลักของระบบ ASKUE คือการรวบรวมข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับการไหลของพลังงานไฟฟ้าในทุกระดับแรงดันไฟฟ้าในช่วงเวลาที่เหมาะสมและประมวลผลข้อมูลในลักษณะที่จะให้รายงานเกี่ยวกับการใช้ไฟฟ้าหรือปล่อยพลังงาน (พลังงาน) วิเคราะห์และพยากรณ์การบริโภค (รุ่น) ) ดำเนินการวิเคราะห์ตัวชี้วัดต้นทุนและที่สำคัญที่สุดคือทำการคำนวณพลังงานไฟฟ้า

ในการจัดระเบียบระบบ ASKUE มีความจำเป็น:

• ที่จุดวัดพลังงานให้ติดตั้งอุปกรณ์วัดแสงที่มีความแม่นยำสูง - มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

• สัญญาณดิจิตอลที่จะส่งใน "ตัวเสริม" ที่มาพร้อมกับหน่วยความจำ

• สร้างระบบการสื่อสาร (ตามกฎแล้วเมื่อเร็ว ๆ นี้พวกเขาใช้ GSM - การสื่อสารสำหรับสิ่งนี้) ซึ่งให้การถ่ายโอนข้อมูลเพิ่มเติมไปยังท้องถิ่น (ที่องค์กร) และระดับบน

• เพื่อจัดระเบียบและจัดให้มีศูนย์ประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ที่ทันสมัย

รูปแบบ ASKUE

ตัวอย่างของรูปแบบองค์กร ASKUE อย่างง่ายแสดงในรูป มันสามารถแยกความแตกต่างระดับหลักหลายระดับ:

1. ระดับหนึ่งคือระดับของการรวบรวมข้อมูล

องค์ประกอบของระดับนี้คือมิเตอร์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่วัดค่าพารามิเตอร์ของระบบ อุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถใช้เซ็นเซอร์ต่าง ๆ ได้ทั้งมีเอาต์พุตสำหรับเชื่อมต่ออินเตอร์เฟส RS-485 และเซ็นเซอร์ที่เชื่อมต่อกับระบบผ่านตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลพิเศษ จำเป็นต้องให้ความสนใจกับความจริงที่ว่ามันเป็นไปได้ที่จะใช้ไม่เพียง แต่เครื่องวัดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น แต่ยังมีเครื่องวัดแบบเหนี่ยวนำแบบดั้งเดิมที่มีตัวแปลงจำนวนการปฏิวัติของดิสก์เป็นคลื่นไฟฟ้า

ในระบบ ASKUE อินเตอร์เฟส RS-485 ใช้สำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับคอนโทรลเลอร์ความต้านทานอินพุตของเครื่องรับสัญญาณข้อมูลผ่านทางอินเทอร์เฟซ RS-485 คือ 12 kOhm เนื่องจากกำลังส่งสัญญาณถูก จำกัด สิ่งนี้จึง จำกัด จำนวนตัวรับสัญญาณที่เชื่อมต่อกับสาย ตามข้อกำหนดของอินเทอร์เฟซ RS-485 โดยคำนึงถึงตัวต้านทานที่ยกเลิกผู้รับสามารถดำเนินการได้ถึง 32 เซ็นเซอร์

2. ระดับที่สองคือระดับการเชื่อมต่อ

ในระดับนี้มีตัวควบคุมต่าง ๆ ที่จำเป็นในการส่งสัญญาณ ในรูปแบบ ASKUE ที่แสดงในรูปที่ 9 องค์ประกอบระดับที่สองคือตัวแปลงที่แปลงสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์จากสายอินเตอร์เฟส RS-485 เป็นสายอินเตอร์เฟส RS-232 ซึ่งจำเป็นสำหรับการอ่านข้อมูลโดยคอมพิวเตอร์หรือโดยตัวควบคุมควบคุม

หากจำเป็นต้องเชื่อมต่อเซ็นเซอร์มากกว่า 32 ตัวอุปกรณ์ที่เรียกว่าฮับจะปรากฏในวงจรในระดับนี้ รูปแสดงรูปแบบการก่อสร้างของระบบ ASKUE สำหรับจำนวนเซ็นเซอร์ตั้งแต่ 1 ถึง 247 ชิ้น

ระดับที่สามคือระดับของการรวบรวมข้อมูลการวิเคราะห์และการจัดเก็บ องค์ประกอบของระดับนี้คือคอมพิวเตอร์ตัวควบคุมหรือเซิร์ฟเวอร์ ข้อกำหนดหลักสำหรับอุปกรณ์ในระดับนี้คือความพร้อมใช้งานของซอฟต์แวร์พิเศษเพื่อกำหนดค่าองค์ประกอบของระบบ

ปัจจุบันมิเตอร์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดติดตั้งอินเทอร์เฟซสำหรับรวมไว้ในระบบ ASKUE แม้แต่ผู้ที่ไม่มีคุณสมบัตินี้ก็สามารถติดตั้งพอร์ตออปติคัลให้กับเครื่องของคุณได้ การอ่าน โดยตรงที่ไซต์การติดตั้งมิเตอร์โดยการอ่านข้อมูลลงในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ดังนั้นวันนี้มิเตอร์ไฟฟ้าจึงเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน

อย่างไรก็ตามคุณไม่ควรคิดว่ามีเพียงเครื่องวัดอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้นที่สามารถใช้สำหรับการอ่านระยะไกล (กล่าวคือเป้าหมายนี้เป็นเครื่องหลักในระบบ ASKUE)

เครื่องวัดที่ทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร“ D” เช่น SR3U-I670D มีเอาท์พุทแบบ telemetric (เซ็นเซอร์แบบพัลส์) ซึ่งช่วยให้แน่ใจว่าการส่งข้อมูลเกี่ยวกับพลังงาน (ปฏิกิริยา) ผ่านทางมิเตอร์ไปยังการรวบรวมข้อมูลและระบบประมวลผลระยะไกลผ่านสายสื่อสารสองสาย รูปนี้แสดงมิเตอร์ไฟฟ้าที่ถอดฝาครอบตัวเรือนออกแล้ว:

มิเตอร์ไฟฟ้า SR3U-I670D

ติดตั้งเซ็นเซอร์พัลส์ (2) ที่แผงด้านข้างของมิเตอร์ไฟฟ้า เซ็นเซอร์นี้ทำงานอย่างไร

ลองจำอุปกรณ์ของเครื่องวัดการเหนี่ยวนำ มันมีองค์ประกอบเช่นดิสก์อลูมิเนียม ความเร็วในการหมุนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังงานที่โหลดใช้ นี่คือความเร็วในการหมุนของดิสก์หรือมากกว่าจำนวนรอบและเป็นคุณลักษณะเชิงตัวเลขที่สามารถแปลงเป็นพัลส์และส่งไปยังสายการสื่อสาร ดังนั้นตัวนับที่มีเซ็นเซอร์ในตัวจะทำให้พารามิเตอร์ดังกล่าวเป็นจำนวนของพัลส์ต่อ 1 kW * h

หม้อแปลงวัดถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณชีพจรฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งข้ามภาคโลหะเป็นระยะ ๆ ซึ่งติดตั้งอยู่บนแกนของดิสก์ พัลส์ที่ได้รับจากมันจะถูกส่งไปยังวงจรของเซ็นเซอร์เองและจากนั้นไปยังสายการสื่อสาร เซ็นเซอร์รับพลังงานในบรรทัดเดียวกัน

โดยหลักการแล้วเครื่องวัดการเหนี่ยวนำใด ๆ สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์พัลส์ได้เช่น E870

พัลส์เซนเซอร์ E870

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ E870 นั้นแตกต่างจากที่อธิบายไว้ข้างต้น สำหรับการทำงานส่วนที่มืดจะถูกนำไปใช้กับสีดำบนพื้นผิวเรียบของดิสก์ของมิเตอร์

เซ็นเซอร์พัลส์ - คอนเวอร์เตอร์มีหัวโฟโต้ LED ในการออกแบบ - เช่น คู่ โฟโตไดโอด - LED. มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ภายในตัวนับเพื่อให้หัวถูกนำไปยังดิสก์ สัญญาณที่ปล่อยออกมาจาก LED จะสะท้อนจากดิสก์และรับโฟโตไดโอด เนื่องจากเซกเตอร์มืดของดิสก์สัญญาณไม่ต่อเนื่อง

วงจรอิเล็กทรอนิกส์บนองค์ประกอบลอจิกจะตรวจสอบการขัดจังหวะแปลงและส่งสัญญาณพัลส์ต่อเนื่องไปยังสายสื่อสารรอบการทำงาน (อัตราการเกิดซ้ำ) ของพัลส์เหล่านี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วในการหมุนของดิสก์ดังนั้นการใช้พลังงานและสามารถประเมินได้ด้วย LED แสดงสถานะ

ในอีกด้านหนึ่งของสายการสื่อสารอุปกรณ์ที่รับจะได้รับพัลส์เหล่านี้นับจำนวนของมันในช่วงระยะเวลาหนึ่งและให้ผลลัพธ์ไปยังอุปกรณ์แสดงผลข้อมูล ดังนั้นมิเตอร์จะอ่านจากระยะไกล นี่คือวิธีที่ระบบแรกของการรวบรวมข้อมูลระยะไกลถูกสร้างขึ้น

อย่างไรก็ตามคำถามที่ถูกต้องเกิดขึ้น - ข้างต้นเราตรวจสอบอินเตอร์เฟส RS 485 และ RS 232 แต่ที่นี่เรามีลำดับของพัลส์

ปรากฎว่าเหมือนกันเราจะไม่เชื่อมโยงตัวเหนี่ยวนำเข้ากับรูปแบบที่ทันสมัยสำหรับการสร้างระบบวัดพลังงานอัตโนมัติและระบบบัญชีที่พิจารณาข้างต้น โดยหลักการแล้วสามารถทำได้ การแปลงลำดับพัลส์เป็นอินเตอร์เฟส RS 232 เดียวกันไม่ใช่เรื่องใหญ่อะแดปเตอร์นี้จะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ค่อนข้างง่าย แต่มันก็ไม่ได้มีประเด็นอะไรมากมายในเรื่องนี้ การเหนี่ยวนำไฟฟ้าเมตรจะค่อย ๆ กลายเป็นอดีตและติดตั้งที่ไหนพวกเขาจะใช้เป็นอุปกรณ์วัดแสงท้องถิ่น

เมื่อออกแบบระบบ ASKUE ที่ทันสมัยจะใช้มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น พวกเขามีข้อได้เปรียบที่ปฏิเสธไม่ได้เหนือการปฐมนิเทศในแผน“ ข้อมูล” และมีขีดความสามารถในการบริการที่ไม่ จำกัด

มิคาอิล Tikhonchuk

อ่านเพิ่มเติมในหัวข้อนี้:มิเตอร์ไฟฟ้ามีการจัดการและทำงานอย่างไร