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§ 14 Das Funktionsprinzip des elektronischen Zählers A100


Design und Betrieb von Grundelementen

Elektronisches Zählermodul

Die hohe Messgenauigkeit der Wirkenergie wird durch den Einsatz eines speziellen Mess-ICs mit Delta-Sigma-Wandlern (ADC) für Strom- und Spannungseingangssignale mit einer hochstabilen Referenzspannung und einem Quarzoszillator sowie einem digitalen Signalprozessor (DSP) erreicht. Die Ausgangssignale der beiden "Delta-Sigma" -Wandler werden einem digitalen Signalprozessor (DSP) zugeführt, wo sie verarbeitet und multipliziert werden. Als Ergebnis werden an dem Ausgang des digitalen Signalprozessors (DSP) Impulse mit einer Frequenz proportional zu der verbrauchten Leistung gebildet. Außerdem steuert der digitale Signalprozessor den Vorgang des Isolierens und Filterns der möglichen konstanten Komponente der Strom- und Spannungssignale. Das Zählen von Impulsen, die von dem digitalen Signalprozessor erzeugt werden, wird durch den Mikrocontroller durchgeführt, gefolgt von einem Erhöhen des Registers des aktiven Tarifs und dem Speichern (Aufzeichnen) von Daten in dem nichtflüchtigen EEPROM-Speicher. Der Mikrocontroller ist eine wichtige Verbindung zwischen dem Mikroprozessor und den Peripheriegeräten der Schaltung, die den Betrieb der Flüssigkristallanzeige (LCD), der LED-Anzeige, des IrDA-Anschlusses und der Impulsausgabe steuert.

Kalibrierungskonstanten für Berechnungen erforderlich im Werk in den Zähler geladen und nichtflüchtig gespeichert EEPROM-Speicher zusammen mit der Konfiguration.

Im Stromkreis des Zählers befindet sich ein niederohmiger Shunt mit Widerstand nicht mehr als 0,6 mΩ. Spannung vor dem Eintritt in den Delta-Sigma-Eingang Wandler durchläuft eine Reihe von hochlinearen resistiven Spannungsteiler.

Alle wichtigen elektronischen Elemente des Zählers befinden sich auf einem PCB mit planer Oberfläche und End-to-End-Installation. An Die Leiterplatte hat folgende Komponenten:

  • Mess-IC (Messchip)

  • Mikrocontroller

  • EEPROM-Speicher

  • resistive Spannungsteiler

  • Delta-Sigma Strom- und Spannungswandler (ADC)

  • Netzteil

  • IrDA-Anschluss

  • Flüssigkristallanzeige (LCD)

  • Quarzoszillator (Megahertz-Bereich)

  • LED-Anzeige

Zählerblockdiagramm

Abb. 1. Strukturdiagramm des Zählertyps A100

Netzteil

In allen Versionen der A100-Meter ist eine Stromquelle installiert, ausgelegt für eine breite Palette von Eingangsspannungsversorgung Netzwerke - von 184 bis 276 V. Für zuverlässigen Schutz vor Überlastung und schnell transiente Bursts Eingangsstromversorgungskreise haben nichtlineare Entstörvorrichtung, eine Reihe von Schutzstromwiderständen und Spannung, sowie das Hochpassfilter.

Spannungsmesssensoren

Um ein hochlineares Spannungssignal zu erhalten und die Phasenverschiebung in einem weiten dynamischen Bereich zu minimieren, werden ohmsche Spannungsteiler verwendet. Als Teiler werden hochstabile SMT-Widerstände mit einem minimalen Temperaturkoeffizienten verwendet.
Die Spannung wird direkt an die Hauptplatine angelegt, wo sie unter Verwendung von Widerstandsteilern auf den erforderlichen Pegel von Eingangssignalen für den "Delta-Sigma" -Konverter des Mess-IC (ADC) gebracht werden.
Der Mess-IC in der Schaltung liefert eine genaue Messung von Spannung und Strom zur Verwendung bei der Berechnung der erforderlichen Werte.

Signalumwandlung und Berechnung

Mess-IC enthält Delta-Sigma-Wandler (ADC) welche die Spannungs- und Stromeingangssignale in Digital umwandeln Code und digitaler Signalprozessor (DSP) entsprechend multiplizieren Sie die Ergebnisse des ADC. Weitere Mess-IC wandelt Energie in Impulse für einen Mikrocontroller-Zähler um, die Eingangsimpulse verarbeitet und Daten in den Speicher überträgt der Zähler, und auch bei Bedarf bietet die Datenübertragung auf LCD und Peripheriegeräten der Schaltung (Relais, Ports). Auch Das Mess-IC enthält eine Stromunterbrechungserkennungsschaltung. Senden des entsprechenden Signals an den Mikrocontroller. Permanente Kalibrierungen, die im EEPROM-Speicher gespeichert sind, werden geladen in der Fabrik in den Zähler und werden Teil der relevanten Operationen Berechnen der notwendigen Mengen.

Mikrocontroller

  • Der Mikrocontroller erfüllt verschiedene Funktionen wie:

  • Empfangen von Steuersignalen Tarifeingabe

  • Kommunikation zwischen DSP- und EEPROM-Speicher

  • Datenübertragung über IrDA-Port

  • LED- und Puls-LED-Steuerung Ausgabe (S0)

  • Bedienung der Flüssigkristallanzeige (LCD)

Mikrocontroller und Mess-IC kommunizieren ständig untereinander für die kontinuierliche Verarbeitung von Eingangssignalen von Strömen und betont. Wenn ein Leistungsmesser erkannt wird, der Mikrocontroller leitet die Abschaltung ein und speichert die berechneten und andere Daten.

EEPROM-Speicher

A100-Zähler verwenden einen nichtflüchtigen EEPROM-Speicher für Langzeitspeicherkonfiguration, werkseitig permanent (Konstanten), Abrechnung (kommerziell) und andere Daten. An Power Recovery (Versorgung) alle Daten werden aus dem Speicher gelesen Der Mikrocontroller und das Messgerät kehren in den Arbeitszustand zurück Stromausfall.
Bei fehlender Stromversorgung kann der Speicher die Sicherheit aufrechterhalten. Daten mindestens 10 Jahre.

Flüssigkristallanzeige (LCD )

Die Flüssigkristallanzeige (LCD) wird verwendet für Anzeige von gemessenen (berechneten) Daten und Status Informationen.
Die angezeigten LCD-Segmente haben einen hohen Kontrast und leicht aus verschiedenen Blickwinkeln zu unterscheiden. LCDs können in mehrere Informationszonen unterteilt werden. (Felder), von denen jedes spezifische Informationen anzeigt, wie in Abbildung 1-5 gezeigt.

Hilfsfunktionen (Service)

Zusätzliche Funktionen

Zusätzliche (Service-) Funktionen können verwendet werden für Bezug von Referenzinformationen über die Zuverlässigkeit von Arbeit und Buchhaltung aktiver Stromzähler A100. Diese Daten können auf dem PC über den IrDA-Port-Zähler gelesen werden.
Im Folgenden sind Daten angegeben, die Informationen über Zuverlässigkeit geben Stromzählung.

Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung

Die Anzahl der Fälle von umgekehrter Energie
Der Zähler A100 erkennt und speichert die Gesamtanzahl im Speicher Fälle von Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung. Zähler erkennt den Durchfluss nur in der umgekehrten Richtung Überschreiten der eingestellten Energieschwelle (5Wh). Schwellwert in der Fabrik installiert.

Gesamte aktive Energie freigesetzt

Der Zähler A100 erfaßt und schreibt die Summe in den Speicher
der Wert der freigesetzten aktiven Energie.

Rückflussanzeige

Der Indikator des umgekehrten Energieflusses wird im Falle von Erkennung des Stromflusses in die entgegengesetzte Richtung (Problem).
Der Indikator des umgekehrten Energieflusses bleibt auf dem LCD bis der Moment, wenn das Messgerät ausgeschaltet wird, auch wenn der Strom wieder fließt Vorwärts fließen (Verbrauch).

Zähler Stunden

Der Zähler macht das Zählen und die Registrierung in jedem Speicher voll Arbeitsstunden (ausgenommen Stromausfallzeiten) und speichert Arbeitsdauer über einen Zeitraum von 27 Jahren.

Anzahl der Stromausfälle

Der Zähler zählt und registriert die Menge im Speicher Stromausfälle.

Leerlauf aktuelle Zeit

Der Zeitzähler zählt und registriert jede vollständige Stunden des Zählers in Abwesenheit von Strom. Dieser Modus erlaubt Ihnen, das falsche Muster der Verbraucherlast zu erkennen.

Steuerfunktionen

Interner Fehlerzähler

Dieses Gerät zeichnet die Anzahl von Die CPU wird aufgrund eines Notfalls neu gestartet Arbeit (Ausfall des Mikroprozessors funktioniert ordnungsgemäß).