Слаботочка Книги

1 2 3 [4] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

в счётчике может быть установлен режим ограничения но мощности и но количеству израсходованной за месяц энергии. В этом режиме счётчик фиксирует количество энергии, израсходованной сверх лимита. При превышении установленного лимита энергии производится либо переход на накопление по штрафному тарифу, либо отключение пользователя от энергосети. Штрафной тариф также может быть установлен принудительно (по интерфейсу связи) в случае, например, задолженности по оплате.

Каждый раз при включении счётчика в сеть (скажем, после очередного пропадания напряжения в сети) фиксируется время и дата этого момента для возможности последующего контроля. Также предусмотрена запись времени и даты несанкционированного снятия крышки устройства.

Через специальный разъём к счётчику можно подключить картридер для считывания информации с индивидуальной электронной карточки о количестве энергии, оплаченном потребителем. При исчерпании оплаченного лимита счётчик отключает потребителя от энергосети.

Программирование счётчика осуществляется через интерфейс RS-485 посредством фиксированной системы команд. Команды делятся на индивидуальные (предназначенные для взаимодействия с конкретным счётчиком) и общие (для программирования всех подключенных к интерфейсу счётчиков). Существуют команды для установки даты, времени, временных рамок тарифов, лимитов мощности, программирования праздничных дней, считывания информации из банков-накопителей потребленной энергии и так далее. Предусмотрен ряд команд по тестированию и калибровке счётчика. Для индивидуального доступа каждый счётчик имеет адрес и пароль, которые программируются по интерфейсу. Применение общих команд также осуществляется через программируемый пароль. Интерфейс RS-485 требует всего два провода (витую пару) для обмена информацией. Причём драйверы интерфейса позволяют подключить на одну витую пару до 256 счётчиков. Это позволяет объединить в единую сеть все счётчики, например, в одном подъезде жилого дома, и централизованно считывать из них информацию или программировать их. Обмен по интерфейсу может производиться на одной из 8 фиксированных скоростей: 75, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 бод; для выбора скорости обмена служит специальная команда.

Наличие режима нескольких тарифов позволяет выводить на дисплей дополнительную информацию о количестве потребления энергии по различным тарифам. Дисплей такого счётчика может быть более сложен. Внешний вид применённого в данном счётчике дисплея представлен на рис. 4.

ТАРИФ опт тшлт врам гн нг чт пг сь вс мощности

88 - 88 - 88

Рис. 4. Общий вид индикатора миоготарифиого СЭ

Значение количества потребленной энергии выводится на 8 нижних разрядах (максимальное значение 99999.999 кВт-ч). Информация периодически изменяется (с промежутком в несколько секунд), последовательно показывая содержимое накоплений по каждому из тарифов и сумму этих накоплений. Вначале эти данные выводятся за текущий месяц (высвечивается надпись за месяц ) и затем с момента эксплуатации

счётчика (высвечивается надпись всего ). Синхронно на символьном поле индикатора (5г7 точек) высвечивается знак того тарифа, к которому относятся текущие показания восьмиразрядного индикатора ( о - основной, л - льготный, п - пиковый, ш - штрафной; о , л , п , ш - те же тарифы, но накопленные при превышении установленного лимита мощности; - суммарный). На правом поле индикатора отображается текущая дата, день недели и сезонное время ( летнее/зимнее ). Текущий тариф, по которому производятся накопления, отображается на тарифной зоне ЖКИ (левое верхнее поле индикатора). При превышении установленных ограничений по мощности или по количеству потребленной за месяц энергии высвечиваются соответственно лимит мощности или лимит энергии .

Просмотр информации по предыдущим 11 месяцам производится при нажатии специально предусмотренной кнопки на корпусе счётчика. При каждом нажатии последовательно выводится информация о каждом тарифе соответствующего месяца, после чего происходит переход на предыдущий месяц, и процесс повторяется. Помер просматриваемого месяца и год отображаются на индикаторе даты. Если нажатия кнопки не происходит несколько секунд, счётчик возвращается в нормальный режим работы. При подключении картридера эта кнопка позволяет просмотреть количество энергии по каждому тарифу, имеющееся в распоряжении у пользователя.

Па символьном поле индикатора кроме знаков тарифов выводится дополнительная информация, например, при установке электронной карточки в картридер или при обнаружении неисправности программой тестирования, которая периодически запускается для проверки узлов счётчика (энергонезависимого ОЗУ/таймера, встроенного ОЗУ и памяти программ).

Па реализацию алгоритма управления счётчиком потребовалось 10 Кбайт адресного пространства, в то время как встроенное ПЗУ микроконтроллера имеет объём 12 Кбайт.

Схемотехнически устройство разделено на две части: управляющий и силовой модули. В силовой модуль входят датчики тока и напряжения, микросхема-преобразователь КР1095ПП1 с оптронной развязкой частотного выхода и модуль питания, выполненный по схеме однотактного импульсного преобразователя на базе микросхемы МС33363 фирмы Motorola. Её отличительной особенностью является наличие встроенного силового ключа для непосредственного управления импульсным трансформатором. Размеры платы силового модуля (с местом под токовый трансформатор и клеммы подключения сети и нагрузки) - 124 х 154 мм.

Основу модуля управления составляет микроконтроллер МС68ПС05Ы6, позволяющий непосредственное подключение ЖКИ с количеством сегментов до 156, что исключает необходимость использования дополнительного контроллера ЖКИ. В качестве монитора питания, формирующего сигнал сброса микроконтроллера при значении напряжения питания ниже определённого уровня, используется микросхема МС33164. Функции таймера и накопителя оперативной информации выполняет 2-выводная микросхема фирмы Dallas DS1994L, имеющая встроенный долговременный источник питания (литиевая батарея). Согласователь уровней для интерфейса RS-485 выполнен на микросхеме МАХ487ЕРА. Печатная плата модуля управления имеет размеры 100 х 80 мм, соединение с силовым модулем осуществляется через гибкий шлейф. Применение аналогичных схемотехнических решений даёт возможность создания трёхфазных счётчиков (применяя соответствующие преобразователи мощность-частота), а также совмещённых СЭ для нескольких потребителей (один такой счётчик может обслуживать, например, целый этаж жилого дома). Построение этих устройств также можно

осуществлять, используя простые и недорогие микроконтроллеры. Однако, тенденции развития микроэлектроники ведут к тому, что в скором времени станет выгодно применять и более сложные микроконтроллеры (в том числе, и DSP), увеличивая тем самым функциональные возможности СЭ. В любом случае, учитывая преимущества цифровых счётчиков перед электромеханическими, можно не сомневаться, что переход на них - вопрос ближайшего будущего.

Новые электронные средства для учета электроэнергии. Повышение точности измерения

Российские фирмы Прорыв , Силиком и немецкая D-Tech уже не первый год успешно сотрудничают в разработке микроэлектронной аппаратуры для контроля н учета энергопотребления. Сегодня их усилия сосредоточены на том, чтобы повысить метрологические и фуикциопальпые возможности электронных средств измерения потребляемой электрической мощности и снизить их стоимость.

Эффективность энергосбережения напрямую зависит от точности средств измерения, применяемых в автоматизированных системах контроля и управления потреблением электроэнергии. Основу точности измерительных каналов определяет погрешность счетчиков электроэнергии (СЭЭ), выполняющих роль датчиков текущей мощности. Задачу повышения точности СЭЭ решают, в частности, БИС SPM-2, электронные модули унифицированных однофазных одно- или двухтарифных счетчиков электроэнергии, а также активные датчики тока и напряжения, созданные специалистами НПФ Прорыв , ООО Силиком в сотрудничестве со своим немецким партнером - фирмой D-Tech. Специализированная микросхема SPM-2 (рис.1) представляет собой прецизионный измеритель мощности (точность класса 0,5 согласно IEC687 или лучше) для недорогих одно- и трехфазных СЭЭ. Поскольку в основе микросхемы - узлы и алгоритмы работы БИС SPM-1*, приведем только краткое описание принципа ее действия и основные технические характеристики. Микросхема обеспечивает измерение положительной и отрицательной активной электрической мощности как для переменных, так и для постоянных сигналов. Стабильность параметров гарантирована в диапазоне рабочих температур от -45 до +85оС. Питание микросхемы осуществляется от источника с напряжением 5 или +2,5 В. Потребляемая мощность не превышает 10 мВт. Корпус БИС -типа PLCC44 или по выбору заказчика. БИС SPM-2 обеспечивает работу как с шунтовыми, так и с трансформаторными датчиками тока. Передаточное число и диапазон входных напряжений устанавливаются цифровым методом. Калибровка коэффициента передачи производится подстройкой входного или опорного напряжения (ИОН) с помощью резистивного делителя.

Микросхема может управлять двумя шаговыми двигателями в двухтарифных счетчиках. Гальванически развязанные телеметрические выходы предназначены для поверки и передачи информации на внешние устройства. Выходная информация имеет вид последовательности импульсов с нормированной длительностью и средней частотой, пропорциональной произведению входных аналоговых напряжений UU и UI. Тактовый генератор может работать с внешним кварцевым резонатором на 4 МГц и 32 кГц. Для накопления информации о потребляемой электроэнергии используются как электромеханические (на основе шаговых двигателей), так и электронные счетчики импульсов. Программирование длительности импульсов и передаточного отношения

1 2 3 [4] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28