Thể loại: Chia sẻ kinh nghiệm, Tin tức điện tử thú vị
Số lượt xem: 357135
Bình luận về bài viết: 12
Giới thiệu về đồng hồ điện tử và ASKUE cho "người giả"
Công tơ điện tử
Bộ đếm điện tử là bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tốc độ lặp lại xung, tính toán cho phép cung cấp lượng năng lượng tiêu thụ.
Ưu điểm chính của đồng hồ điện tử so với cảm ứng là không có các yếu tố xoay. Ngoài ra, chúng cung cấp một phạm vi điện áp đầu vào rộng hơn, giúp dễ dàng tổ chức các hệ thống đo lường đa thuế quan và có chế độ hồi cứu - tức là cho phép bạn thấy lượng năng lượng tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định - thường là hàng tháng; đo mức tiêu thụ điện năng, dễ dàng phù hợp với cấu hình Hệ thống ASKUE và có nhiều chức năng dịch vụ bổ sung.
Một loạt các tính năng này nằm trong phần mềm. vi điều khiển, đó là một thuộc tính không thể thiếu của một đồng hồ điện tử hiện đại.
Xây dựng đồng hồ điện mét bao gồm một nhà ở với khối thiết bị đầu cuối, một biến áp đo hiện tại và một bảng mạch in trên đó tất cả các thành phần điện tử được cài đặt.
Các thành phần chính của đồng hồ điện tử hiện đại là: máy biến dòng, màn hình LCD, nguồn điện mạch, vi điều khiển, đồng hồ thời gian thực, đầu ra từ xa, giám sát, điều khiển, cổng quang (tùy chọn).
LCD là một chỉ báo chữ và số gồm nhiều chữ số và được dùng để chỉ các chế độ vận hành, thông tin về điện năng tiêu thụ, hiển thị ngày và giờ hiện tại.
Nguồn điện được sử dụng để có được điện áp cung cấp của vi điều khiển và các yếu tố khác của mạch điện tử. Một giám sát viên được liên kết trực tiếp với nguồn. Người giám sát tạo tín hiệu đặt lại cho vi điều khiển khi bật và tắt nguồn, đồng thời cũng giám sát các thay đổi về điện áp đầu vào.
Đồng hồ thời gian thực được thiết kế để đếm thời gian và ngày hiện tại. Trong một số công tơ điện, các chức năng này được gán cho vi điều khiển, tuy nhiên, để giảm tải của nó, theo quy định, họ sử dụng một chip riêng, ví dụ, DS1307N. Sử dụng một con chip riêng biệt cho phép bạn giải phóng sức mạnh của vi điều khiển và hướng chúng đến những nhiệm vụ đòi hỏi khắt khe hơn.
Đầu ra từ xa được sử dụng để kết nối với hệ thống ASKUE hoặc trực tiếp với máy tính (theo quy định, thông qua bộ chuyển đổi giao diện RS485 / RS232). Cổng quang, không có sẵn trong tất cả các đồng hồ điện, cho phép bạn lấy thông tin trực tiếp từ đồng hồ điện và, trong một số trường hợp, phục vụ cho việc lập trình (tham số hóa) của chúng.
Trái tim của đồng hồ điện tử là một vi điều khiển. Nó có thể giống như Chip vi mạch (bộ điều khiển PIC), cũng như các nhà sản xuất ATMEL hoặc NEC.
Trong một đồng hồ điện tử, hiệu suất của hầu hết các chức năng được gán cho vi điều khiển. Nó là một bộ chuyển đổi ADC (chuyển đổi tín hiệu đầu vào từ máy biến áp hiện tại thành dạng kỹ thuật số, thực hiện xử lý toán học và đưa kết quả ra màn hình kỹ thuật số.) Bộ vi điều khiển cũng nhận lệnh từ các điều khiển và điều khiển đầu ra giao diện.
Các khả năng mà vi điều khiển sở hữu, tôi nhắc lại, phụ thuộc vào phần mềm (phần mềm) của nó. Không có phần mềm - đó chỉ là một nụ cười bằng nhựa - silicon. Do đó, sự đa dạng của các chức năng và nhiệm vụ dịch vụ được thực hiện phụ thuộc vào nhiệm vụ kỹ thuật nào được đặt cho lập trình viên.
Hiện tại, sự phát triển của đồng hồ điện tử chủ yếu là bổ sung chuông chuông và còi, các nhà sản xuất khác nhau đang bổ sung các chức năng mới, ví dụ, một số thiết bị có thể theo dõi trạng thái của mạng cung cấp điện với việc truyền thông tin này đến các trung tâm điều phối, v.v.
Rất thường xuyên, một chức năng giới hạn năng lượng được đưa vào đồng hồ điện. Trong trường hợp này, khi vượt quá mức tiêu thụ điện, đồng hồ điện sẽ ngắt kết nối người tiêu dùng khỏi mạng. Để kiểm soát việc cung cấp điện áp, bên trong đồng hồ điện được lắp đặt công tắc tơ đến hiện tại thích hợp. Tắt máy cũng có thể nếu người tiêu dùng vượt quá giới hạn điện quy định hoặc trả trước điện đã kết thúc. Nhân tiện, một số đồng hồ điện cho phép bạn bổ sung số dư tiền mặt trực tiếp thông qua đầu đọc thẻ nhựa tích hợp. Các đồng hồ điện của nhóm này bao gồm STK-1-10 và STK-3-10, được sản xuất tại Odessa.
HỎI
Nỗ lực tạo ra ASKUE (hệ thống điều khiển tự động để đo điện) có liên quan đến sự xuất hiện của các thiết bị vi xử lý tương đối phải chăng, tuy nhiên, chi phí cao của hệ thống kế toán này chỉ có thể truy cập được cho các doanh nghiệp công nghiệp lớn. Sự phát triển của ASKUE được thực hiện bởi toàn bộ các viện nghiên cứu.
Giải pháp cho vấn đề liên quan:
-
trang bị đồng hồ đo năng lượng điện cảm ứng với cảm biến cách mạng;
-
tạo ra các thiết bị có khả năng đếm xung đến và truyền kết quả đến máy tính;
-
tích lũy trong máy tính của các kết quả đếm và hình thành các tài liệu báo cáo.
Các hệ thống kế toán đầu tiên rất phức tạp, không đáng tin cậy và phức tạp, nhưng chúng cho phép tạo cơ sở cho việc tạo ra ASKUE thế hệ tiếp theo.
Bước ngoặt trong sự phát triển của ASKUE là sự xuất hiện của máy tính cá nhân và tạo ra các đồng hồ điện tử. Sự ra đời rộng rãi của truyền thông di động đã tạo ra một động lực lớn hơn nữa cho sự phát triển của các hệ thống đo sáng tự động, giúp tạo ra các hệ thống không dây, vì vấn đề tổ chức các kênh truyền thông là một trong những hướng chính.
Mục đích chính của hệ thống ASKUE là thu thập tất cả dữ liệu về các dòng năng lượng điện ở mọi cấp điện áp trong khoảng thời gian hợp lý và xử lý dữ liệu theo cách cung cấp các báo cáo về điện năng tiêu thụ hoặc phóng điện, phân tích và đưa ra dự báo về mức tiêu thụ (phát điện) ), thực hiện phân tích các chỉ số chi phí và cuối cùng, - quan trọng nhất - thực hiện các tính toán cho năng lượng điện.
Để tổ chức hệ thống ASKUE, cần thiết:
-
Tại các điểm đo năng lượng, cài đặt các thiết bị đo sáng có độ chính xác cao - đồng hồ điện tử
-
Tín hiệu số để truyền trong cái gọi là "bộ cộng", được trang bị bộ nhớ.
-
Tạo một hệ thống truyền thông (theo quy định, gần đây họ sử dụng GSM - truyền thông cho việc này), cung cấp thêm thông tin truyền đến địa phương (tại doanh nghiệp) và cho các cấp trên.
-
Tổ chức và trang bị cho các trung tâm xử lý thông tin với các máy tính và phần mềm hiện đại.
Đề án ASKUE
Một ví dụ về sơ đồ tổ chức ASKUE đơn giản được hiển thị trong hình. Nó có thể phân biệt một số cấp chính riêng biệt:
1. Cấp một là cấp độ thu thập thông tin.
Các yếu tố của cấp độ này là đồng hồ điện và các thiết bị khác nhau để đo các thông số của hệ thống. Như các thiết bị như vậy, các cảm biến khác nhau có thể được sử dụng, cả hai đều có đầu ra để kết nối giao diện RS-485 và các cảm biến được kết nối với hệ thống thông qua các bộ chuyển đổi tương tự sang số đặc biệt. Cần phải chú ý đến thực tế là có thể sử dụng không chỉ các đồng hồ điện tử, mà cả các đồng hồ cảm ứng thông thường được trang bị bộ chuyển đổi số vòng quay của đĩa thành các xung điện.
Trong các hệ thống ASKUE, giao diện RS-485 được sử dụng để kết nối các cảm biến với các bộ điều khiển.Trở kháng đầu vào của bộ thu tín hiệu thông tin qua giao diện RS-485 thường là 12 kOhm. Vì công suất máy phát bị giới hạn, điều này cũng giới hạn số lượng máy thu được kết nối với đường dây. Theo đặc điểm kỹ thuật của giao diện RS-485, có tính đến các điện trở kết thúc, máy thu có thể dẫn tới 32 cảm biến.
2. Cấp độ thứ hai là cấp độ kết nối.
Ở cấp độ này là các bộ điều khiển khác nhau cần thiết để vận chuyển tín hiệu. Trong sơ đồ ASKUE được hiển thị trong Hình 9, phần tử cấp hai là bộ chuyển đổi chuyển đổi tín hiệu điện tử từ dòng giao diện RS-485 sang dòng giao diện RS-232, điều này là cần thiết để đọc dữ liệu bởi máy tính hoặc bởi bộ điều khiển điều khiển.
Nếu cần phải kết nối hơn 32 cảm biến, thì các thiết bị được gọi là hub xuất hiện trong mạch ở cấp độ này. Hình vẽ cho thấy sơ đồ xây dựng của hệ thống ASKUE cho số lượng cảm biến từ 1 đến 247 chiếc.
Cấp độ thứ ba là mức độ thu thập, phân tích và lưu trữ dữ liệu. Một yếu tố của cấp độ này là máy tính, bộ điều khiển hoặc máy chủ. Yêu cầu chính đối với thiết bị ở cấp độ này là sự sẵn có của phần mềm chuyên dụng để định cấu hình các thành phần hệ thống.
Hiện nay, gần như tất cả các đồng hồ điện tử đều được trang bị giao diện để đưa vào hệ thống ASKUE. Ngay cả những người không có tính năng này cũng có thể được trang bị cổng quang cho cục bộ đọc trực tiếp tại vị trí lắp đặt đồng hồ bằng cách đọc thông tin vào máy tính cá nhân. Do đó, ngày nay đồng hồ điện là một thiết bị điện tử phức tạp.
Tuy nhiên, bạn không nên nghĩ rằng chỉ có thể sử dụng đồng hồ điện tử để đọc từ xa (cụ thể, mục tiêu này là mục tiêu chính trong các hệ thống ASKUE).
Ví dụ, các đồng hồ được đánh dấu bằng chữ cái D D, ví dụ, SR3U-I670D, có đầu ra từ xa (cảm biến xung), đảm bảo truyền thông tin về năng lượng hoạt động (phản ứng) truyền qua đồng hồ đến hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu từ xa thông qua đường truyền hai dây. Hình chỉ hiển thị một đồng hồ điện như vậy với nắp vỏ được gỡ bỏ:
Đồng hồ điện SR3U-I670D
Một cảm biến xung (2) được cài đặt trên bảng điều khiển bên của đồng hồ điện. Cảm biến này hoạt động như thế nào?
Hãy nhớ thiết bị của máy đo cảm ứng. Nó có một yếu tố như một đĩa nhôm. Tốc độ quay của nó tỷ lệ thuận với công suất tiêu thụ của tải. Dưới đây là tốc độ quay của đĩa, hay đúng hơn là số vòng quay và là một đặc tính số có thể được chuyển đổi thành xung và truyền đến đường truyền. Do đó, các bộ đếm có cảm biến tích hợp gây ra một tham số như số xung trên 1 kW * h.
Một biến áp đo được sử dụng làm nguồn xung, từ thông trong đó định kỳ đi qua khu vực kim loại, được gắn trên trục của đĩa. Các xung nhận được từ nó được cung cấp cho mạch của cảm biến, và sau đó đến đường truyền. Cảm biến nhận được điện trên cùng một dòng.
Về nguyên tắc, bất kỳ đồng hồ cảm ứng nào cũng có thể được trang bị cảm biến xung, ví dụ như E870.
Cảm biến xung E870
Nguyên lý hoạt động của cảm biến E870 khác với mô tả ở trên. Đối với chức năng của nó, một khu vực tối được áp dụng bằng sơn đen lên bề mặt phẳng của đĩa mét mét.
Cảm biến xung - bộ chuyển đổi có đầu LED hình ảnh trong thiết kế của nó - tức là một cặp vợ chồng photodiode - LED. Cảm biến được cài đặt bên trong bộ đếm để đầu được hướng vào đĩa. Tín hiệu phát ra từ đèn LED được phản xạ từ đĩa và được nhận bởi photodiode. Do khu vực tối của đĩa, tín hiệu không liên tục.
Mạch điện tử trên các thành phần logic giám sát các gián đoạn này, chuyển đổi và phát xung liên tiếp đến đường truyền.Chu kỳ nhiệm vụ (tốc độ lặp lại) của các xung này tỷ lệ thuận với tốc độ quay của đĩa, và do đó, mức tiêu thụ năng lượng và nó có thể được đánh giá trực quan bằng đèn LED chỉ báo.
Ở phía bên kia của đường truyền, thiết bị nhận sẽ nhận các xung này, đếm số của chúng trong một khoảng thời gian nhất định và cung cấp kết quả cho thiết bị hiển thị thông tin. Do đó, đồng hồ đọc từ xa. Đây là cách các hệ thống thu thập thông tin từ xa đầu tiên được xây dựng.
Tuy nhiên, một câu hỏi chính đáng xuất hiện - ở trên chúng tôi đã kiểm tra giao diện RS 485 và RS 232, nhưng ở đây chúng tôi có một chuỗi xung.
Hóa ra, tất cả đều giống nhau, chúng ta sẽ không liên kết các bộ đếm cảm ứng vào các sơ đồ hiện đại để xây dựng một hệ thống đo năng lượng tự động được xem xét ở trên? Về nguyên tắc, điều này có thể được thực hiện. Chuyển đổi một chuỗi xung thành cùng giao diện RS 232 không phải là vấn đề lớn, bộ chuyển đổi này sẽ là một mạch điện tử tương đối đơn giản. Nhưng có rất nhiều điểm trong việc này. Đồng hồ điện cảm ứng đang dần trở thành quá khứ và khi chúng được lắp đặt, chúng chỉ được sử dụng làm thiết bị đo sáng cục bộ.
Khi thiết kế hệ thống ASKUE hiện đại, chỉ có đồng hồ điện tử được sử dụng. Chúng có những lợi thế không thể phủ nhận so với cảm ứng trong kế hoạch thông tin trên máy tính và có khả năng phục vụ gần như không giới hạn.
Mikhail Tikhonchuk
Đọc thêm về chủ đề này:Đồng hồ điện tử được bố trí và làm việc như thế nào
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: