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§ 19 Funktionsprinzip elektronischer Zähler.



Der Artikel wurde hier aufgenommen: http://www.railway.te.ua/pc_meter.htm

Mikroprozessor-Stromzähler.

Hallo, lieber Leser. Um Sie nicht zu langweilen, möchten wir auf dieser Seite kurz auf die Mikroprozessormessung von Elektrizität eingehen. Der Hauptunterschied zwischen solchen Messgeräten und herkömmlichen ist, dass sie einen kleinen Bordcomputer darstellen. In solchen Messgeräten gibt es praktisch keine beweglichen Teile, die den verbrauchten elektrischen Strom messen. Der Zähler besteht normalerweise aus Strom- und Spannungsmesssensoren (Transformatoren mit verbesserten Eigenschaften), Messschaltungen (ADC - Analog-Digital-Wandler), einem Mikrocontroller, der digitale Signale verarbeitet, und einem Speicher zum Speichern von Zählerdaten. Alle Informationen des Zählers werden auf der Flüssigkristallanzeige angezeigt. Messgeräte werden normalerweise von daran angeschlossenen Spannungskreisen gespeist. Darüber hinaus empfiehlt es sich, eine Notstromversorgung des Messgeräts (in Form verschiedener wiederaufladbarer Batterien) zu installieren. Sie sind so konzipiert, dass die Integrität wichtiger Informationen erhalten bleibt, wenn das Messgerät von der Stromversorgung getrennt wird. Die Werte der Stromaufnahme werden mit Hilfe von Stromwandlern ermittelt. Zukünftig werden die Strom- und Spannungssignale über einen ADC auf einem Hochleistungs-Mikroprozessor mit einem RISC-Befehlssatz multipliziert. Alle empfangenen Informationen werden im Speicher des Messgeräts gespeichert und parallel auf dem LCD-Display angezeigt. Das einfachste Schema des Zählers ist in Abbildung 1 dargestellt.

Einfache Messschaltung des MP-Zählers

Darüber hinaus können zusätzliche Informationsausgaben (Stromschleife, Zahlenimpulsrelais, bei denen die Frequenz der Impulse proportional zur verbrauchten elektrischen Leistung ist, RS-485-Ausgabe usw.) in verschiedenen Zählermodellen eingegeben werden. Praktisch alle Zähler verfügen über einen Speicher zum Speichern des Arbeitsprogramms des Zählers, der gemessenen Werte (d. H. Wirk- und Blindleistung) sowie einer Liste verschiedener wichtiger Ereignisse (Anzahl der Zählereingänge, Leistungsverlust, Umschalten auf Winter- und Sommerzeit usw.). ).

Eine Besonderheit solcher Zähler ist die Möglichkeit der Strommessung zu Tarifen. Dies bedeutet, dass Sie den verbrauchten Strom auf unterschiedliche Weise bezahlen können. Zum Beispiel: Es gibt 3 Tarife für die Berechnung des Stromverbrauchs: Spitzenlast (normalerweise morgens und abends), Halblast (dies ist fast den ganzen Tag außer morgens und abends) und Nacht. Der Preis für verbrauchten Strom variiert je nach Tarif. Bei einem Tarif mit einer Rate von 1 kW kostet der Tarif 0,1271 UAH. Wenn Sie sich jedoch für die Zahlung mit Tarifen entscheiden, müssen Sie diesen Preis mit den folgenden Faktoren multiplizieren:

- Spitzenrate - 1.8
- halber Satz - 1,02
- Nachttarif - 0.2

Am vorteilhaftesten ist es natürlich, nachts zu arbeiten (der Preis pro 1 kWh ist viermal niedriger). Bei den alten Induktionszählern konnten Sie Übergänge zu unterschiedlichen Zeitraten nicht berücksichtigen (dazu müssten Sie eine Person am Zähler platzieren, die z. B. beobachtete, wann eine Spitzenrate auftrat und die Messwerte aufzeichnete). Als Ausweg wäre es möglich, ein computergestütztes System zum Sammeln von Informationen in Echtzeit mit anschließender manueller Unterteilung in Intervalle gemäß den Tarifen zu verwenden. Es ist jedoch viel einfacher, einen Mikroprozessor-Zähler zu installieren, dessen internes Programm den Übergang von einer Tarifzone in eine andere überwacht und den Stromverbrauch für jedes Intervall separat aufzeichnet.

Darüber hinaus kann ein solcher Zähler ein gutes Diagnosewerkzeug sein. Beispielsweise kann der "Alpha +" - Zähler von ABB VEI Metronika (Moskau, Russland) als VAF (Voltampere-Phasenmesser) arbeiten und den effektiven Wert von Strom und Spannung, Oberschwingungen usw. anzeigen. (siehe Abbildung 2).

Alpha +

ABB VEI Metronika Company Counter

Stromverbrauch Diagramm

Ein Beispiel für Stromverbrauchsdiagramme.

Der Programmfensterzähler Alpha +

Abbildung 2. Eine Kopie des Programmbildschirmzählers "Alpha +".

Angesichts der hohen Genauigkeitsklasse eines solchen Messgeräts (0,2 - 0,5) und des Fehlens einer selbstfahrenden Bewegung (d. H. Einer spontanen Scheibenbewegung wie bei einem Induktionszähler) können wir heute sagen, dass solche Messgeräte die bequemste Option für die Strommessung sind .

Damit das Messgerät Daten lesen und anzeigen kann, muss ein Programm eingegeben werden, das dem Messgerät anzeigt, was zu tun ist: wie zu messen ist, was zu messen ist, wo und in welcher Form aufzuzeichnen ist. Dazu benötigen Sie einen PC mit einem speziellen Programm, das mit den Zählern geliefert wird, das Messgerät selbst und einen speziellen Sender für die Übertragung von Daten vom Computer zum Messgerät. Darüber hinaus werden alle Zähler im Großen und Ganzen nach den gleichen Regeln programmiert: Der Benutzer muss keine Programme in einer Programmiersprache schreiben, sondern muss nur die Fragen des Programms beantworten und die erforderlichen Arbeitsoptionen für den Schieberegler mit der Maus markieren. Ein Beispiel für das Programmfenster des Zählers "Quantum D300" von Schlemburgier (Abbildung 3).

Gegenfirma Schlemburge

Zählerprogrammierungsbildschirm

Eine weitere nützliche Eigenschaft dieser Zähler ist die Möglichkeit, auf ihrer Basis ein Informationssystem zur Erfassung und Verarbeitung von Daten zum Energieverbrauch zu erstellen. Dh Basierend auf solchen Zählern können Sie ein automatisiertes Informationserfassungssystem erstellen. Angenommen, Sie haben mehrere Objekte (Unterstationen oder kleine Fabriken zur Herstellung von Produkten) und möchten den Stromverbrauch von Objekten steuern. Einfacher geht es nicht: Sie setzen Mikroprozessor-Zähler auf Messstellen, schließen ein Modem (Impulsrelais, RS485-Ausgang) an und sammeln alle Informationen auf einem PC in Ihrem Büro. Selbst wenn Sie den Zähler neu programmieren müssen, können Sie dies über ein Modem aus der Ferne tun. Und dann stellt sich sofort die Frage: Und wenn ich ein "schlechter Mensch" bin und einsteigen und die Daten im Zähler ändern möchte? Aus diesem Grund hat der Schalter seine "Antwort an Chamberlain". Normalerweise haben Zähler mehrere Zugriffsebenen auf ihre Informationen (zum Lesen, zum Ändern, zum Umprogrammieren). Darüber hinaus enthält der Speicher des Zählers Informationen über alle Versuche, ihn zu lesen und einzugeben. So können Sie feststellen, wann sich die Daten im Zähler geändert haben.

Hier, lieber Leser, beende ich meine Geschichte, damit Sie eine kurze Pause machen können. Das nächste Mal werden wir mit Ihnen und verschiedenen automatisierten Systemen sprechen, die auf der Basis von Mikroprozessor-Zählern aufgebaut werden können. Sergey Kibitkin.