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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. Auf dieser Seite werden wir kurz auf mikroprozessorbasierte Stromzähler eingehen, um Sie nicht zu langweilen. Der Hauptunterschied zwischen solchen Zählern und herkömmlichen Induktionsmessgeräten 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 normalerweise aus Messstrom- und Spannungssensoren (Transformatoren mit verbesserten Eigenschaften), Messschaltungen (ADC - Analog-Digital-Wandler), einem Mikrocontroller, der digitale Signale verarbeitet, einem Speicher zum Speichern der Zählerdaten. Alle Zählerinformationen werden auf einem Flüssigkristalldisplay angezeigt. Zähler werden normalerweise von an sie angeschlossenen Spannungskreisen gespeist. Darüber hinaus ist es eine gute Form, eine Notstromversorgung am Messgerät zu installieren (in Form verschiedener Batterien). Sie dienen dazu, die Integrität wichtiger Informationen zu gewährleisten, wenn das Messgerät von der Stromversorgung getrennt wird. Die Stromaufnahme wird mit Stromwandlern ermittelt. In Zukunft erfolgt eine Multiplikation von Strom- und Spannungssignalen durch den ADC auf einem Hochleistungsmikroprozessor mit einem RISC-Befehlssatz. Alle empfangenen Informationen werden im Zählerspeicher aufgezeichnet und parallel auf der Flüssigkristallanzeige angezeigt. Die einfachste Schaltung des Zählers ist in Abbildung 1 dargestellt.

Einfaches Messschema des MP-Zählers

Zusätzlich können zusätzliche Informationsausgänge in verschiedene Modelle des Messgeräts eingeführt werden (Stromschleife, Zahlenimpulsrelais, bei dem die Impulsfrequenz proportional zum verbrauchten Strom ist, RS-485-Ausgang usw.). Fast alle Zähler verfügen über einen Speicher zum Speichern des Betriebsprogramms des Zählers, gemessener Werte (d. H. Aktiver und Blindleistung) sowie einer Liste verschiedener wichtiger Ereignisse (Anzahl der Einträge im Zähler, Stromausfälle, Sommerzeit usw.). )

Eine Besonderheit solcher Zähler ist die Möglichkeit, Strom zu Tarifen zu messen. Dies bedeutet, dass Sie den Stromverbrauch auf unterschiedliche Weise bezahlen können. Zum Beispiel: Es gibt 3 Tarife für die Berechnung des Stroms - Spitzenzeit (normalerweise morgens und abends), Halbspitze (dies ist fast der ganze Tag außer morgens und abends) und Nacht. Der Preis für den Stromverbrauch variiert je nach Tarif. Bei einem Tarif von 1 kWh kostet es 0,1271 Griwna. Wenn Sie sich jedoch für die Zahlung von Tarifen entscheiden, müssen Sie diesen Preis mit den folgenden Faktoren multiplizieren:

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

Offensichtlich ist es am rentabelsten, mit einem Nachttarif zu arbeiten (der Preis für 1 kWh ist viermal niedriger). Bei den alten Induktionszählern konnten Sie Übergänge zu unterschiedlichen Zeittarifen nicht berücksichtigen (dazu müssten Sie eine Person an den Zähler setzen, die überwacht, wann beispielsweise der Spitzentarif kam und die Messwerte aufzeichnet). Als Ausweg wäre es möglich, ein computergestütztes Informationserfassungssystem in Echtzeit zu verwenden, gefolgt von einer manuellen Aufteilung in Tarifintervalle. Es ist jedoch viel einfacher, einen Mikroprozessorzähler zu installieren, dessen internes Programm selbst 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 der Firma ABB VEI Metronika (Moskau, Russland) als VAF (Volt-Ampere-Phasenmesser) betrieben werden und den tatsächlichen Wert von Strom und Spannung, Oberwellen usw. anzeigen. (siehe Abbildung 2).

Alpha +

Zähler der Firma ABB VEI Metronika

Stromverbrauchsdiagramm

Ein Beispiel für Stromverbrauchsdiagramme.

Zählerprogrammfenster Alpha +

Abbildung 2. Eine Kopie des Bildschirms des Zählerprogramms "Alpha +".

Angesichts der hohen Genauigkeitsklasse solcher Zähler (0,2 - 0,5) und des Mangels an Eigenantrieb (d. H. Spontane Bewegung der Scheibe wie bei einem Induktionsmesser) können wir außerdem sagen, dass solche Zähler heute die bequemste Option zum Messen von Elektrizität sind .

Damit der Zähler Daten lesen und anzeigen kann, muss ihm ein Programm hinzugefügt werden, das dem Zähler „anzeigt“, was zu tun ist: wie zu messen ist, was zu messen ist, wo und in welcher Form zu schreiben ist. Dazu benötigen Sie einen PC mit einem speziellen Programm, das mit den Messgeräten geliefert wird, das Messgerät selbst, einen speziellen Sender zum Übertragen von Daten vom Computer zum Messgerät. Darüber hinaus werden im Großen und Ganzen alle Zähler nach denselben Regeln programmiert: Der Benutzer muss keine Programme in einer Programmiersprache schreiben. Er muss lediglich Programmfragen beantworten und mit der Maus die erforderlichen Optionen markieren, damit der Zähler funktioniert. Ein Beispiel für das Programmfenster für den Zähler "Quantum D300" von Schlemburger (Abbildung 3).

Schlemburger Zähler

Bildschirm zur Zählerprogrammierung

Eine weitere nützliche Eigenschaft dieser Zähler ist die Fähigkeit, auf ihrer Grundlage ein Informationssystem zur Erfassung und Verarbeitung von Daten zum Energieverbrauch zu erstellen. Das heißt, Sie können ein automatisiertes Informationserfassungssystem basierend auf solchen Zählern erstellen. Angenommen, Sie haben mehrere Anlagen (Umspannwerke oder kleine Fabriken zur Herstellung von Produkten) und möchten den Energieverbrauch der Anlagen steuern. Einfacher geht es nicht: Sie platzieren Mikroprozessorzähler an Messpunkten, schließen ein Modem an diese an (Impulsrelais, RS485-Ausgang) 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 die Daten im Zähler einfügen und ändern möchte? In dieser Hinsicht hat der Zähler seine eigene "Antwort an Chamberlain". In der Regel haben Zähler mehrere Zugriffsebenen auf ihre Informationen (zum Lesen, Ändern, Neuprogrammieren). Darüber hinaus enthält der Zählerspeicher Informationen zu allen Lese- und Eingabeversuchen. So können Sie feststellen, wann sich die Daten im Zähler geändert haben.

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