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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 Energiezähler.

Hallo, lieber Leser. Auf dieser Seite werden wir kurz, um Sie nicht viel zu stören, die Mikroprozessorzähler für die Stromzählung betrachten. Der Hauptunterschied zwischen solchen Zählern und herkömmlichen Induktionszählern besteht darin, dass sie ein kleiner "Bordcomputer" sind. In solchen Zählern gibt es praktisch keine beweglichen Teile, die den Stromverbrauch messen. Das Messgerät besteht normalerweise aus Messstrom- und Spannungssensoren (Transformatoren mit verbesserten Eigenschaften), Messschaltungen (ADC - Analog-Digital-Wandler), Mikrocontroller, der digitale Signale verarbeitet, Speicher zur Speicherung der Zählerdaten. Alle Informationen des Zählers werden auf dem Flüssigkristalldisplay angezeigt. Die Stromversorgung der Zähler erfolgt normalerweise über die mit ihnen verbundenen Spannungskreise. Darüber hinaus ist es ratsam, eine Notstromversorgung am Messgerät (in Form von verschiedenen Batterien) zu installieren. Sie sind so konzipiert, dass die Integrität wichtiger Informationen erhalten bleibt, wenn das Messgerät von den Stromkreisen getrennt wird. Die Werte des verbrauchten Stromes werden mit Stromwandlern bestimmt. Ferner werden die Strom- und Spannungssignale durch den ADC auf einem Hochleistungs-Mikroprozessor mit einem RISC-Befehlssatz multipliziert. Alle empfangenen Informationen werden im Speicher des Zählers gespeichert und parallel auf der Flüssigkristallanzeige angezeigt. Die einfachste Schaltung des Zählers ist in Abbildung 1 dargestellt.

Ein einfaches Schema zum Messen des MP-Zählers

Zusätzlich können in verschiedenen Zählermodellen zusätzliche Informationsausgänge (Stromschleife, Pulszahl, bei der die Pulsfrequenz proportional zum verbrauchten Strom ist, RS-485-Ausgang usw.) eingegeben werden. Praktisch in allen Zählern gibt es einen Speicher zum Speichern des Betriebsprogramms des Zählers, Messwerte (dh Wirk- und Blindenergie) sowie eine Liste von verschiedenen signifikanten Ereignissen (die Anzahl der Eingänge zu dem Zähler, Stromausfall, der Übergang zu Winter- und Sommerzeit usw.). ).

Eine Besonderheit solcher Zähler ist die Möglichkeit, Strom zu Tarifen abzurechnen. 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 morgens und abends), Semi-Peak (es ist fast den ganzen Tag außer morgens und abends) und Nacht. Der Preis für den Stromverbrauch variiert je nach Tarif. Mit einem Tarif von 1 kWh kostet es 0,1271 UAH, wenn Sie sich für eine Zahlung nach Tarif entscheiden, müssen Sie diesen Preis mit folgenden Faktoren multiplizieren:

- Spitzentarif - 1.8
- Semi-Peak-Tarif - 1,02
- Nachtpreis - 0,2

Natürlich ist es am rentabelsten, zu einem Nachtpreis zu arbeiten (der Preis für 1 kWh ist 4 mal geringer). In den alten Induktionszählern konnte man die Übergänge zu verschiedenen Zeittarifen nicht erklären (dafür müsste man eine Person an den Schalter stellen, der zuschaut, wenn der Spitzenzoll kommt und das Zeugnis aufschreibt). Als Ausgabe wäre es möglich, ein Computersystem zu verwenden, um Informationen in Echtzeit zu sammeln und dann manuell in Intervalle nach Tarifen zu unterteilen. Es ist jedoch viel einfacher, einen Mikroprozessorzähler zu setzen, dessen internes Programm selbst den Übergang von einer Tarifzone zu einer anderen überwacht und den Stromverbrauch für jedes Intervall getrennt aufzeichnet.

Ein solcher Zähler kann außerdem ein gutes Diagnosewerkzeug sein. Zum Beispiel kann das Messgerät "Alpha +" von ABB VEI Metronica (Moskau, Russland) als VAF (Volt-Ampere-Phasenmeter) arbeiten, den aktuellen Wert von Strom und Spannung, Oberschwingungen usw. anzeigen. (siehe Abbildung 2).

Alpha +

Zähler von ABB VEI Metronica

Zeitplan des Stromverbrauchs

Ein Beispiel für Stromverbrauchsdiagramme.

Fensterprogrammzähler Alpha +

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

Angesichts der hohen Genauigkeitsklasse solcher Zähler (0,2-0,5) und des fehlenden Eigenantriebs (dh der Eigenbewegung der Scheibe wie beim Induktionsmesser) kann man sagen, daß solche Zähler heute die bequemste Option für die Elektrizitätsmessung sind .

Damit der Zähler Daten lesen und schreiben kann, muss ein Programm eingeführt werden, das dem Zähler "sagt", was zu tun ist: Wie messen, was messen, wo und in welcher Form soll es aufgezeichnet werden. Dazu benötigen Sie einen Personal Computer mit einem speziellen Programm, das mit den Zählern geliefert wird, das Messgerät selbst, einen speziellen Analysator, um Daten vom Computer zum Messgerät zu übertragen. Und im Großen und Ganzen sind alle Zähler nach den gleichen Regeln programmiert: Der Benutzer muss keine Programme in irgendeiner Programmiersprache schreiben - alles, was von ihm verlangt wird, ist nur die Fragen des Programms zu beantworten und die notwendigen Optionen für die Arbeit des Buchhalters mit der Maus zu markieren. Ein Beispiel für das Programmfenster des Zählers "Quantum D300" der Firma Schlumberger (ryunok 3).

Die Theke von Schlemburge

Der Zähler-Programmierbildschirm

Eine der nützlichen Eigenschaften dieser Zähler ist die Möglichkeit, auf ihrer Grundlage ein Informationssystem zur Erfassung und Verarbeitung von Daten über den Stromverbrauch zu erstellen. Ie. Sie können ein automatisiertes System zum Sammeln von Informationen auf der Grundlage solcher Zähler erstellen. Angenommen, Sie haben mehrere Objekte (Umspannwerke oder kleine Fabriken zur Herstellung von Produkten) und möchten den Stromverbrauch der Anlagen steuern. Es gibt nichts einfacheres - Sie setzen die Mikroprozessorzähler auf die Abrechnungspunkte, verbinden ein Modem (Impulsrelais, RS485-Ausgang) mit ihnen und sammeln alle Informationen auf einem PC, der in Ihrem Büro steht. Auch wenn Sie den Zähler neu programmieren müssen - Sie können dies remote über ein Modem tun. Und dann stellt sich sofort die Frage: Und wenn ich ein "schlechter Mensch" bin und einsteigen will und die Daten im Counter ändern will? Aus diesem Grund hat der Schalter seine eigene "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 sich ein wenig ausruhen können. Das nächste Mal werden wir mit Ihnen und verschiedenen automatisierten Systemen sprechen, die auf der Grundlage von Mikroprozessorzählern gebaut werden können. Sergey Kibitkin.