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§ 19 Das Prinzip des Betriebs von elektronischen Zählern.



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

Mikroprozessor-Stromzähler.

Hallo, lieber Leser. Auf dieser Seite möchten wir kurz, um Sie nicht zu sehr zu langweilen, eine Mikroprozessor-Messung von Elektrizität in Erwägung ziehen. Der Hauptunterschied zwischen solchen Zählern und herkömmlichen Zählern besteht darin, dass es sich um einen kleinen Bordcomputer handelt. In solchen Zählern gibt es praktisch keine beweglichen Teile, die den verbrauchten elektrischen Strom messen. Der Zähler besteht in der Regel aus Messsensoren für Strom und Spannung (Transformatoren mit verbesserten Eigenschaften), Messschaltungen (ADC - Analog-Digital-Wandler), einem Mikrocontroller, der digitale Signale verarbeitet, einem Speicher zur Speicherung von Zählerdaten. Alle Informationen des Zählers werden auf dem Flüssigkristalldisplay angezeigt. Die Stromversorgung der Zähler erfolgt normalerweise über Spannungskreise, die an sie angeschlossen sind. Darüber hinaus ist es ratsam, die Stromversorgung des Messgeräts (in Form von verschiedenen wiederaufladbaren Batterien) zu sichern. 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 Stromwandlern ermittelt. In Zukunft 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

Zusätzlich können zusätzliche Informationsausgaben (Stromschleife, Nummernimpulsrelais, bei dem die Frequenz der Impulse proportional zur verbrauchten elektrischen Leistung ist, RS-485-Ausgang usw.) in verschiedenen Zählermodellen eingegeben werden. Praktisch alle Zähler haben einen Speicher zum Speichern des Arbeitsprogramms des Zählers, gemessene Werte (d. H. Aktive und reaktive Energie) sowie eine Liste verschiedener signifikanter Ereignisse (Anzahl der Einträge in den Zähler, Leistungsverlust, Umschalten auf Winter- und Sommerzeit usw.) ).

Eine Besonderheit solcher Zähler ist die Möglichkeit der Stromzählung zu Tarifen. Dies bedeutet, dass Sie den verbrauchten Strom auf verschiedene Arten bezahlen können. Zum Beispiel: Es gibt 3 Tarife für die Berechnung von Strom - Peak (in der Regel Morgen- und Abendstunden), Semi-Peak (das ist fast den ganzen Tag außer morgens und abends) und Nacht. Der Preis für den Stromverbrauch variiert je nach Tarif. Bei einem One-Rate-Tarif von 1 kW kostet es UAH 0,1271, aber wenn Sie sich entscheiden, nach Tarifen zu zahlen, dann müssen Sie diesen Preis mit den folgenden Faktoren multiplizieren:

- Spitzenrate - 1,8
- Halbrate - 1,02
- Nachttarif - 0,2

Offensichtlich ist es am vorteilhaftesten, zum Nachttarif zu arbeiten (der Preis pro 1 kWh ist 4 mal geringer). In den alten Induktionszählern konnten Übergänge zu anderen Zeittarifen nicht berücksichtigt werden (hierfür müsste man eine Person am Zähler platzieren, die beispielsweise auf einen Peak-Tarif schaut und die Messwerte erfasst). Als Ausweg wäre es möglich, ein computergestütztes System zum Sammeln von Informationen in Echtzeit mit anschließender manueller Aufteilung in Intervalle nach Tarifen zu verwenden. Es ist jedoch viel einfacher, einen Mikroprozessorzähler zu installieren, dessen internes Programm selbst den Übergang von einer Tarifzone zu einer anderen überwacht und den Energieverbrauch für jedes Intervall separat aufzeichnet.

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

Alpha +

ABB VEI Metronika Company Counter

Stromverbrauch Grafik

Ein Beispiel für Stromverbrauchsdiagramme.

Der Programmfensterzähler Alpha +

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

Angesichts der hohen Genauigkeitsklasse eines solchen Zählers (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 Zähler die bequemste Option für Elektrizität sind .

Damit der Zähler Daten lesen und anzeigen kann, muss ein Programm eingegeben werden, das dem Zähler "anzeigt", was zu tun ist: Wie man misst, was zu messen ist, wo und in welcher Form aufzuzeichnen ist. Dazu benötigen Sie einen Personal Computer mit einem speziellen Programm, das mit den Zählern geliefert wird, das Messgerät selbst, einen speziellen Sender für die Datenübertragung vom Computer zum Messgerät. Darüber hinaus sind alle Zähler nach den gleichen Regeln programmiert: Der Benutzer muss keine Programme in irgendeiner Programmiersprache schreiben - alles, was von ihm verlangt wird, ist lediglich, die Fragen des Programms zu beantworten und die notwendigen Arbeitsoptionen für den Schieberegler mit der Maus zu markieren. Ein Beispiel für das Programmfenster des Zählers "Quantum D300" von Schlemburgier (Bild 3).

Counter Firma Schlemburge

Zähler Programmierbildschirm

Eine weitere nützliche Eigenschaft dieser Zähler ist die Möglichkeit, auf ihrer Basis ein Informationssystem zur Erfassung und Verarbeitung von Daten zum Energieverbrauch zu erstellen. Ie Basierend auf solchen Zählern können Sie ein automatisiertes Informationssammelsystem erstellen. Angenommen, Sie haben mehrere Objekte (Umspannwerke oder kleine Fabriken zur Herstellung von Produkten) und möchten den Energieverbrauch von Objekten steuern. Es gibt nichts einfacheres - Sie setzen Mikroprozessorzähler auf Messpunkte, verbinden ein Modem mit ihnen (Impulsrelais, RS485-Ausgang) und sammeln alle Informationen auf einem PC in Ihrem Büro. Auch wenn Sie den Zähler neu programmieren müssen - Sie können es remote tun, über ein Modem. Und dann stellt sich sofort die Frage: Und wenn ich ein "böser Mensch" bin und ich will einsteigen und die Daten im Meter ändern? Aus diesem Grund hat der Schalter seine "Antwort an Chamberlain". Üblicherweise haben Zähler mehrere Zugriffsebenen auf ihre Informationen (zum Lesen, zur Modifikation, zur Neuprogrammierung). 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 Grundlage von Mikroprozessorzählern gebaut werden können. Sergey Kibitkin.