Что такое телеметрический выход?
Про электронные счетчики и АСКУЭ для «чайников»
Электронные счетчики
Электронный счетчик представляет собой преобразователь аналогового сигнала в частоту следования импульсов, подсчёт которых дает количество потребляемой энергии.
Главным преимуществом электронных счётчиков по сравнению с индукционными, является отсутствие вращающихся элементов. Кроме того, они обеспечивают более широкий интервал входных напряжений, позволяют легко организовать многотарифные системы учёта, имеют режим ретроспективы – т.е. позволяют посмотреть количество потреблённой энергии за определённый период – как правило, помесячно; измеряют потребляемую мощность, легко вписываются в конфигурацию систем АСКУЭ и обладают ещё многими дополнительными сервисными функциями.
Разнообразие этих функций заключается в программном обеспечении микроконтроллера, который является непременным атрибутом современного электронного счётчика электроэнергии.
Конструктивно электросчётчик счетчик состоит из корпуса с клеммной колодкой, измерительного трансформатора тока и печатной платы, на которой установлены все электронные компоненты.
Основными компонентами современного электронного счётчика являются: трансформатор тока, дисплей ЖКИ, источник питания электронной схемы, микроконтроллер, часы реального времени, телеметрический выход, супервизор, органы управления, оптический порт (опционально).
ЖКИ представляет собой многоразрядный буквенно-цифровой индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии, отображении даты и текущего времени.
Источник питания служит для получения напряжения питания микроконтроллера и других элементов электронной схемы. Непосредственно с источником связан супервизор. Супервизор формирует сигнал сброса для микроконтроллера при включении и отключении питания, а также следит за изменениями входного напряжения.
Часы реального времени предназначены для отсчета текущего времени и даты. В некоторых электросчётчиках данные функции возлагаются на микроконтроллер, однако для уменьшения его загрузки, как правило, используют отдельную микросхему, например, DS1307N. Использование отдельной микросхемы позволяет высвободить мощности микроконтроллера и направить их на выполнение более ответственных задач.
Телеметрический выход служит для подключения к системе АСКУЭ или непосредственно к компьютеру (как правило, через преобразователь интерфейса RS485/RS232). Оптический порт, который есть не во всех электросчётчиках, позволяет снимать информацию непосредственно с электросчётчика и в некоторых случаях служит для их программирования (параметризации).
Сердцем электронного электросчётчика является микроконтроллер. Это может быть как микросхема компании Microchip (PIC-контроллер), так и производителей ATMEL или NEC.
В электронном счетчике выполнение практически всех функций возложено на микроконтроллер. Он является преобразователем АЦП (преобразует входной сигнал с трансформатора тока в цифровой вид, производит его математическую обработку и выдаёт результат на цифровой дисплей.) Микроконтроллер также принимает команды от органов управления и управляет интерфейсными выходами.
Возможности, которыми обладает микроконтроллер, повторюсь, зависят от его программного обеспечения (ПО). Без ПО – это просто пластмассово — кремниевый кубик smile. Поэтому разнообразие сервисных функций и выполняемых задач зависит от того, какое техническое задание было поставлено перед программистом.
В настоящее время развитие электронных счётчиков идёт в основном в плане добавление «наворотов», различные производители добавляют всё новые функции, например, некоторые устройства могут вести контроль состояния питающей сети с передачей этой информации в диспетчерские центры и т.д.
Довольно часто в электросчётчик вводят функцию ограничения мощности. В этом случае, при превышении потребляемой мощности, электросчётчик отключает потребителя от сети. Для управления подачей напряжения, внутрь электросчётчика устанавливают контактор на соответствующий ток. Так же отключение возможно, если потребитель превысил отведённый ему лимит электроэнергии или же закончилась предоплата за электроэнергию. Кстати, некоторые электросчётчики позволяют пополнить денежный баланс прямо через встроенные в них считыватели пластиковых карт. К электросчётчикам данной группы относятся СТК-1-10 и СТК-3-10, выпускаемые в г. Одессе.
АСКУЭ
Попытки создания АСКУЭ (автоматизированной системы контроля учёта электроэнергии) связаны с появлением в относительно доступных микропроцессорных устройств, однако дороговизна последних делала системы учета доступными только крупным промышленным предприятиям. Разработку АСКУЭ вели целые НИИ.
Решение задачи предполагало:
оснащение индукционных счетчиков электрической энергии датчиками оборотов;
создание устройств, способных вести подсчет поступающих импульсов и передавать полученный результат в ЭВМ;
накопление в ЭВМ результатов подсчета и формирование отчетных документов.
Первые системы учета были крайне дорогими, ненадежными и малоинформативными комплексами, но они позволили сформировать базу для создания АСКУЭ следующих поколений.
Переломным этапом в развитии АСКУЭ стало появление персональных компьютеров и создание электронных электросчётчиков. Ещё больший импульс развитию систем автоматизированного учёта придало повсеместное внедрение сотовой связи, что позволило создать беспроводные системы, так как вопрос организации каналов связи являлся одним из основных в данном направлении.
Основное назначение системы АСКУЭ — в разумных интервалах времени собрать в центрах управления все данные о потоках электроэнергии на всех уровнях напряжения и обработать полученные данные таким образом, чтобы обеспечить составление отчётов за потребленную или отпущенную электроэнергию (мощность), проанализировать и построить прогнозы по потреблению (генерации), выполнить анализ стоимостных показателей и, наконец, — самое важное — произвести расчёты за электрическую энергию.
Для организации системы АСКУЭ необходимо:
В точках учёта энергии установить высокоточные средства учёта — электронные счётчики
Цифровые сигналы передать в так называемые «сумматоры», снабженные памятью.
Создать систему связи (как правило, последнее время для этого используют GSM – связь), обеспечивающую дальнейшую передачу информации в местные (на предприятии) и на верхние уровни.
Организовать и оснастить центры обработки информации современными компьютерами и программным обеспечением.
Пример простейшей схемы организации АСКУЭ показан на рисунке. В ней можно выделить несколько отдельных основных уровней:
1. Уровень первый – это уровень сбора информации.
Элементами этого уровня являются электросчётчики и различные устройства, измеряющие параметры системы. В качестве таких устройств могут применяться различные датчики как имеющие выход для подключения интерфейса RS-485, так и датчики, подключенные к системе через специальные аналого-цифровые преобразователи. Необходимо обратить внимание на то, что возможно использовать не только электронные электросчётчики, но и обычные индукционные, оборудованные преобразователями количества оборотов диска в электрические импульсы.
В системах АСКУЭ для соединения датчиков с контролерами применяют интерфейс RS-485. Входное сопротивление приемника информационного сигнала по линии интерфейса RS-485 обычно составляет 12 кОм. Так как мощность передатчика ограничена, это создает ограничение и на количество приемников, подключенных к линии. Согласно спецификации интерфейса RS-485 с учетом согласующих резисторов приёмник может вести до 32 датчиков.
2. Уровень второй – это связующий уровень.
На этом уровне находятся различные контролеры необходимые для транспортировки сигнала. В схеме АСКУЭ представленной на рисунке 9 элементом второго уровня является преобразователь, преобразующий электронный сигнал с линии интерфейса RS-485 на линию интерфейса RS-232, это необходимо для считывания данных компьютером либо управляющим контролером.
В случае если требуется соединение более 32 датчиков, тогда в схеме на этом уровне появляется устройства, называемые концентраторы. На рисунке показана схема построения системы АСКУЭ для количества датчиков от 1 до 247шт
Третий уровень – это уровень сбора, анализа и хранения данных. Элементом этого уровня является компьютер, контролер или сервер. Основным требование к оборудованию этого уровня является наличие специализированного программного обеспечения для настройки элементов системы.
В настоящее время практически все электронные электросчётчики оборудованы интерфейсом для включения в систему АСКУЭ. Даже те, которые не имеют этой функции, могут оснащаться оптическим портом для локального снятия показаний непосредственно на месте установки электросчётчика путём считывания информации в персональный компьютер. Поэтому, сегодня электросчётчик является сложным электронным устройством.
Однако не стоит думать, что только электронные счётчики можно использовать для дистанционного снятия показаний (а именно эта цель является основной в системах АСКУЭ).
Счетчики, в маркировке которых есть буква «Д», например, СР3У-И670Д, имеют телеметрический выход (импульсный датчик), обеспечивающий передачу по двухпроводной линии связи информации о проходящей через счетчик активной (реактивной) энергии в систему дистанционного сбора и обработки данных. На рисунке как раз показан такой электросчётчик со снятой крышкой корпуса:
На боковой панели электросчётчика установлен импульсный датчик (2). Как работает этот датчик?
Давайте вспомним устройство индукционного счётчика. В нём есть такой элемент, как алюминиевый диск. Скорость его вращения прямо пропорциональна потребляемой нагрузкой мощности. Вот скорость вращения диска, точнее количество оборотов и является численной характеристикой, которую можно преобразовать в импульсы и передать в линию связи. Поэтому на счётчики со встроенными датчиками наносят такой параметр, как количество импульсов на 1 кВт*ч.
В качестве источника импульсов служит измерительный трансформатор, магнитный поток которого периодически пересекает металлический сектор, насаженный на ось диска. Импульсы, полученные от него, подаются на схему собственно самого датчика, а затем в линию связи. Питание датчик получает по этой же линии.
В принципе, любой индукционный счётчик можно оснастить импульсным датчиком, например, таким, как Е870.
Импульсный датчик Е870
Принцип работы датчика Е870 отличается от описанного выше. Для его функционирования на плоскую поверхность диска электросчётчика чёрной краской наносится затемнённый сектор.
Импульсный датчик – преобразователь имеет в своей конструкции фотосветодиодную головку – т.е. пару фотодиод – светодиод. Датчик устанавливается внутри счётчика так, что головка направлена в сторону диска. Излучённый светодиодом сигнал отражается от диска и принимается фотодиодом. Благодаря затемнённому сектору диска, сигнал носит прерывистый характер.
Электронная схема на логических элементах отслеживает эти прерывания, преобразовывает и выдает в линию связи последовательно импульсов. Скважность (частота следования) этих импульсов прямо пропорциональна скорости вращения диска, и, следовательно, потребляемой мощности и её можно визуально оценить по индикаторному светодиоду.
На другой стороне линии связи приёмное устройство принимает эти импульсы, подсчитывает их количество за определённый промежуток времени и выдает полученный результат на устройство отображения информации. Таким образом, происходит дистанционное считывание показаний электросчётчика. Именно так строились первые системы удалённого сбора информации.
Однако возникает закономерный вопрос – выше мы рассматривали интерфейсы RS 485 и RS 232, а здесь имеем последовательность импульсов.
Получается, всё равно индукционные счётчики мы не увяжем в рассмотренные выше современные схемы построения АСКУЭ? В принципе, сделать это можно. Преобразовать импульсную последовательность в тот же RS 232 интерфейс большого труда не составляет, данный адаптер будет представлять собой относительно простую электронную схему. Но особого смысла в этом нет. Индукционные электросчётчики постепенно уходят в прошлое, а там где и устанавливаются, используются только как локальные приборы учёта.
При проектировании современных систем АСКУЭ применяют только электронные счётчики. Они имеют неоспоримые преимущества перед индукционными именно в «информационном» плане и обладают практически неограниченными сервисными возможностями.
Записки IoT-провайдера. Проклятие импульсного выхода
Здравствуйте, уважаемые любители Интернета Вещей. Сегодня мне хотелось бы поговорить про импульсный выход. Один из популярнейших телеметрических выходов у приборов учета. Простой, как пять копеек. И самый тяжелый в эксплуатации.
Начнем с теории.
Импульсный выход (ИВ) — это два контакта, которые выходят из прибора учета. Внутри счетчика может стоять геркон или некое подобие реле. Замыкание происходит механически. Между контактами периодически возникает падение сопротивления. Одно падение — один импульс. Данная схема вообще не требует какой-либо электроники внутри счетчика, только на устройстве съема.
В случае с электросчетчиком, импульсный выход реализуется через схему открытого коллектора. Тут система уже сложнее, но ненамного.
Число импульсов пропорционально потребленному ресурсу. Воде, газу, электричеству, теплу. Или еще чему-нибудь. Нам попадались импульсные выходы на расходомерах нефтяных скважин.
Как работать с импульсным выходом? Проще всего пояснить на примере:
Водосчетчик «пропустил» через себя кубический метр воды. Вес его импульса — 0,1 м3. Это значит, что в процессе прохождения воды мы зафиксируем 10 импульсов. Зная вес, легко посчитать сколько ресурсов намотал тот или иной прибор.
Пока да. Проблемы начинаются в процессе эксплуатации.
Съем показаний обеспечивают специальные модули — счетчики импульсов (СИ). Они могут быть проводные или беспроводные, с батарейкой или от 220. Но смысл один — счетчик импульсов — это обычный конвертер из одного интерфейса в другой. Посчитав замыкания контактов, СИ передает эту информацию на сервер. Каким путем уже дело десятое.
Так где же кроется проклятье?
Главная проблема импульсного выхода — он дает информацию только о текущем положении дел. Скажем, если вы прослушиваете контакты час, то с уверенностью сможете сказать только о потреблении за этот прошедший час. И не более. Никакой информации о том, что на табло у счетчика, через ИВ получить невозможно.
Такая ли это большая проблема?
Если вы подключаете установленный прибор учета, то нужно просто переписать начальные показания счетчика. Внести эту поправку в ваш интерфейс и работать дальше. Все просто?
Нет. Тут начинаются подводные камни:
1) Человеческий фактор. Счетчики редко стоят на освещенном пьедестале. Чаще они расположены в местах, куда не так просто добраться. В подвалах, где сыро, грязно и очень темно. Правильно переписать начальные показания — не такая уж простая задача. Потому мы можем получить ошибку еще на этапе внесения.
2) Человеческий фактор №2. К сожалению, не все обладают прямыми руками из плеч. Если провода от ИВ некачественно смонтированы в клеммной колодке счетчика импульсов, то может начаться такая неприятная штука, как погрешность замера. С одинаковой вероятностью это может внести ошибку как в большую, так и в меньшую сторону.
3) Пресловутый вес импульса. Отлично, если он нанесен на сам прибор учета гравировкой. Неплохо, если он вообще есть на приборе. Но часто заветная цифра оказывается только в документации. Если речь про уже установленные приборы учета, высока вероятность, что документацию потеряли или она «где-то там». Гугление вам не поможет, у многих приборов учета в общих паспортах указаны только возможные веса. На на конкретный прибор надо смотреть конкретный паспорт. Которого нет. И тут начинается игра «угадай вес импульса по опыту».
Пример хорошего счетчика. Вес импульса на корпусе, на самом видном месте.
4) Дополнительные внешние факторы. К примеру, слишком длинный кабель от прибора учета к счетчику импульсов. Или кабель высокого напряжения в одном стояке. Все это может вызывать погрешности в подсчетах. А для ИВ на открытом коллекторе еще важна полярность подключения — дополнительная возможность ошибиться.
Казалось бы — все проблемы так или иначе связаны с качеством монтажа. Ну или техкартой монтажа. Ограничь длину кабеля, распиши где его можно прокладывать. Сделай все качественно с первого раза, наконец!
На практике огрехи монтажа неизбежны. Но если мы используем ModBus и RS-485 такие проблемы очень легко отловить автоматизированной системой. У нас либо есть связь со счетчиком, либо нет. Если связь есть, то счетчик нам передаст свои показания, на табло смотреть не обязательно (за редким исключением глюков самого счетчика).
С импульсным выходом обязательна сверка через некоторое время. Так и только так мы сможем с уверенностью сказать, что считаем правильно. Что все качественно смонтировано, что мы не промахнулись с весом импульса и верно считали начальное значение. Удаленно диагностируется только факт наличия импульсов или их отсутствия. Такая себе информация.
Да, друзья. Двадцать первый век, умные приборы учета. Но если они оснащены ИВ, то им обязательно нужна сверка через какое-то время. Хотя бы раз, но нужна.
Что это значит для эксплуатации? Это значит, что сверка должна быть заложена в ваши расходы. И нельзя использовать импульсный выход на том приборе учета, к которому больше не сможешь попасть.
Если мы подключаем общедомовой прибор учета по заказу Управляющей Компании, то у нас все хорошо. УК кровно заинтересована в правильной работе телеметрии и разумеется пустит нас свериться недельки через две. Мы сделаем вывод, что у нас все хорошо, внесем коррективы или перемонтажим.
Но вот что делать, если прибор учета стоит в квартире абонента?
Даже самый кристально чистый пользователь никогда не окажется дома в нужное вам время. Представьте себе задачу — сверить показания счетчиков многоквартирного дома? Квартир этак на сто? Сколько времени на это уйдет?
А теперь помножьте это на любовь некоторых пользователей к «волшебным магнитам» или «жукам» в щитке. Вы сами даете ему в руки инструмент обмана. Он выдерет провод из счетчика, скажет, что запнулся и в квартиру для ремонта вас не пустит. Что делать?
Делать нужно вывод. ИВ — это крайне ограниченный в применении интерфейс. Он не должен располагаться в недоступном вам месте. Он требует сверки. Он ненадежен, т. к. не передает конкретных цифр, только импульсы. Даже если он работает сейчас, не факт, что он будет работать через два года (когда контакты окислятся). И уж точно он не подходит для контроля «хитрых» абонентов.
Для счетчиков в квартире нужны устройства в сборе, на борту которых уже есть радиомодуль и связь с радиосетью. Это не панацея, но вероятность хитрости тут меньше. Только такие счетчики реально опрашивать.
С другими типами счетчиков (промышленными, общедомовыми) ситуация легче, но и тут ИВ должен быть крайней мерой.
Несколько слов в защиту. Некоторые пользователи сомневаются, что ИВ работоспособен, когда импульсов в единицу времени слишком много. Давайте разберем пример.
Счетчик Энергомера СЕ101. Выдает 3200 импульсов на киловатт-час.
Таким образом, если через прибор учета пройдет 1 кВтч, то за час мы должны успеть насчитать 3200 импульсов. А если десять? Тогда цифра станет уже больше, 32000 импульсов.
Это почти десять импульсов в секунду.
Реально ли их посчитать без ошибки?
Обратимся к технической документации. Счетчик импульсов с LoRaWAN модулем от Веги (СИ-11) умеет улавливать до 200 Гц. Это значит, что в секунду он может зарегистрировать 200 импульсов.
Контрольный прибор СИ-206-Д2 улавливает до 30 импульсов в секунду.
Энергомера СЕ101 рассчитана на ток до 100 А (максимальное значение ряда моделей), т.е. за час она сможет «протащить» до 22 кВт. Тут мы уже близки к критическим значениям. Но это квартирный электросчетчик, а проводка обычной квартиры столько не выдержит. Реальные цифры будут далеки от пороговых значений.
А производители осознают реальную «пропускную способность» своих приборов и подбирают веса в соответствие с возможностями счетчиков импульсов.
Закончить хотелось бы так. Импульсный выход — это ОЧЕНЬ дешевый интерфейс, который подкупает дешевизной производителей и потребителей. Но вот беда. Много от сэкономленного придется потратить на эксплуатацию. Стоит ли оно того?
P. S. Сразу после выкладки эту статью заминусовали. Я понял, что часть мыслей была раскрыта некорректно, потому сделал правки и более подробно описал некоторые вещи. В таком виде ее и оставляю. Для многих тема будет казаться мелочной и не стоящей. Но, судя по планам производителей и интеграторов, они видят за импульсным выходом будущее. Хотелось бы посеять хоть какие-то сомнения в их уверенность.
Схема подключения телеметрических выходов трехфазных счетчиков
Телеметрический импульсный канал (ТИК) служит для передачи информации об измеренной электрической мощности, а также для целей проверки счетчика на соответствие классу точности. ТИК передает информацию о значении измеренной счетчиком мгновенной мощности в числоимпульсном коде. Значение мощности прямо пропорционально частоте следования импульсов. Максимальная частота следования импульсов 10 Гц, что соответствует максимальному уровню измеряемой счетчиком мощности. Информация об энергии формируется путем подсчета количества импульсов в расчетное время. Количество импульсов, соответствующее 1 измеряемой энергии, является постоянной величиной для каждого типа и модификации счетчика и носит название передаточного числа, которое указано в паспорте и на лицевой панели счетчиков.
Таблица 6.1 — Параметры импульсов
| ■ Номинальное напряжение на контактах телеметрических выходов в состоянии «разомкнуто» равно 10±2 В, максимальное значение 24 В ■ Величина номинального тока через контакты телеметрических выходов в состоянии «замкнуто» равна 10±1 гпА, максимальное значение — 30 тА ■ Длительность импульсов не менее 15 мс ■ Форма импульсов — меандр ■ Источником энергии ТИК является устройство приема информации |
Выходные цепи телеметрических каналов реализованы на оптопаре, на выходе которой стоит транзистор с открытым коллектором ( рисунок 6.4).
Рисунок 6.4 – Выходные цепи телеметрических каналов
Для обеспечения функционирования ТИК необходимо подать питающее напряжение по схеме:
Рисунок 6.5 – Схема питания счетчика
Величина сопротивления R рассчитывается по формуле:
R = U /I,
где U — напряжение питания, В;
Таблица 6.2 – Описание контактов и подключения нагрузки счетчика СЕ304
| Для счетчиков ЦЭ6804 в корпусе ШЗЗ, Р31 |
| Для счетчика ЦЭ6850М в корпусе Ш31 |
| СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ СЧЕТЧИКА СЕ304 |
| СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ К СЧЕТЧИКАМ СЕ304 И Ц36850М |
6.3 Интерфейсные каналы многофункциональных
электронных счетчиков
Интерфейсные каналы последовательной передачи информации RS485 и RS232 служат для передачи всей информации, содержащейся в памяти счетчиков, по выделенной линии связи на диспетчерскую ЭВМ, а также для программирования констант и коэффициентов счетчиков.
Спецификация. Обмен данными соответствует требованиям стандарта ГОСТ Р МЭК 61107-2001
Соединение счетчиков СЕ304 и ЦЭ6850М по интерфейсу RS485
Рисунок 6 .5 — Соединение счетчиков СЕ304 и ЦЭ6850М по интерфейсу RS485
УСД — устройство сбора данных
Rcm = 560 Ом, резистор смещения (установлены в каждом счетчике)
Rt = 120 Ом, резистор-терминатор с номиналом, равным волновому сопротивлению кабеля
Если потенциалы земли в местах установки счетчиков и УСД равны, то достаточно подключить контакт 5 счетчиков к точке нулевого потенциала, в противном случае необходимо подключить дренажный провод кабеля к контакту 5 каждого счетчика.
В том случае, если длинна линий связи не превышает несколько метров и отсутствуют источники помех, то схему подключения можно значительно упростить, подключив счетчик к УСД или ПЭВМ, используя только два сигнальных провода А и В без терминальных резисторов.
Для подключения резисторов смещения необходимо соединить контакты 4-6 и 3-1 «СОМ1» (COM2) на нескольких счетчиках в зависимости от уровня помех на линиях связи.
Соединение счетчиков по интерфейсу RS232
Рисунок 6 .6 — Соединение счетчиков по интерфейсу RS232
Таблица 6.7 — Данные счетчика СЕ 304
| Наименование прибора | Тип | Мощность, потребляемая одной катушкой, ВА | cosφ | Количество приборов | Суммарная потребляемая мощность |
| P, Вт | S,ВА | ||||
| Счетчик активной и реактивной энергии | СЕ 304 | 0,8/0,6 | 14,4 | ||
| Счетчик активной и реактивной энергии | ЦЭ6804 | 0,8/0,6 | 8,1 |
Рисунок 7.2 – Пример щита СККЭ с двумя счетчиками СЕ304
Рисунок 6.8 — Схема электрическая принципиальная автоматизированной СККЭ транспортного предприятия
9 Расчет и выбор трансформаторов тока
Трансформатор тока (ТТ) служит для измерения, преобразования и передачи информации о режиме работы сильноточной цепи высокого напряжения в цепь низкого напряжения. Информация на вторичной стороне используется как для целей измерения мощности при помощи амперметра, ваттметра, качества энергии, так и для системы релейной защиты. Поэтому ТА, как правило, имеют две вторичные обмотки: одну для измерения, другую для защиты. Вторичный ток ТТ имеет нормированные значения: 5 или 1 А. Одной из важнейших характеристик ТТ является класс точности. Установлено 6 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10% соответствующих 100—120% номинального тока.
Трансформаторы тока отличаются от силовых трансформаторов следующими особенностями: работают в условиях близких к короткому замыканию (амперметр является нагрузкой измерительной обмотки ТТ); ток во вторичной цепи не зависит от значения и характера нагрузки (источник тока), а определяется значением и характером изменения первичного тока.
Согласно ПУЭ при максимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 40% от номинального тока счетчика.
К установке на подстанции выбраны два силовых трансформатора 630кВА 10/0,4 кВ, коэффициент загрузки трансформаторов 0,7
Необходимо выполнить учет электроэнергии на силовом трансформаторе 630 кВА, 10/0,4 кВ. Мощность нагрузки трансформатора с учетом в нем потерь, (счетчик устанавливаем на высокой стороне подстанции) изменяется от (253+24,66) кВА (трансформатор Т1) до номинальной 630кВА.
Номинальный ток трансформатора по стороне 0,4 кВ
=630/(√3∙10) =36,5А
Расчеты максимальной и минимальной нагрузки приведены в таблице 9.1.
Таблица 9.1 – Расчет нагрузки, тип счетчиков и вид учета
| Наименование узлов питания | Pсм, кВт | Qсм, квар | Sсм A | Iминi, A | Pном, кВт | Iмахi, A | 1,25* I 1 махi, A | Схема включения счетчика, вид учета | Тип счетчика АЛЬФА , обозначение на Э3 | |
| 1.1Склады ЖД | 52,8 | 80,4 | 0,8 | ТТ , технический | Wh5 А1800 | |||||
| 1.2Освещение ЖД наружное | 0,8 | 0,6 | 1,5 | 0,8 | 8,75 | ТТ , коммерческий | Wh6 А1800 | |||
| 1.3 Цех раскроя стекла и деталей (1б) | 0,8 | ТТ , технический | Wh4 А1800 | |||||||
| 1.4Насосная станция | 86,6 | 0,7 | ТТ , коммерческий | Wh3 А1800 | ||||||
| Т1 всего | 294,8 | 245,6 | 383,7 | 585,9 | 0,8 | ТТ и ТН , коммерческий | Wh1 А1800 | |||
| 2.15Гараж | 5,3 | 8,7 | 12,5 | 0,8 | 14,4 | 2,5 | Прямое включение технический | Wh9 А1800 | ||
| 2.16Цех сборочный (1а) | 0,7 | 776,3 | ТТ , технический | Wh11 А1800 | ||||||
| 2.17Склад готовой продукции | 7,08 | 9,2 | 0,7 | 31,25 | ТТ , технический | Wh8 Плюс А2 | ||||
| 2.18Котельная | 9,5 | 11.2 | 14,7 | 21,3 | 0,7 | 48,7 | ТТ , технический | Wh12 А1800 | ||
| 2.19Осветительн. установка | 0,8 | 0,6 | 1,5 | 0,8 | 8,8 | Прямое включение технический | Wh7 Плюс А2 | |||
| 2.20 Управление | 12,6 | 0,9 | ТТ , технический | Wh10 А1800 | ||||||
| 2.21Проходная весовая | 1,8 | 2,1 | 2,7 | 0,7 | 12,5 | 15,6 | Прямое включение технический | Wh13 Плюс А2 | ||
| Т2 всего | 247,7 | 280,3 | 536,3 | 0,7 | 735,5 | 919,4 | ТТ и ТН , коммерческий | Wh2 А1800 |
Рассчитываем при минимальной мощности нагрузки (253+24,66) кВА аналогично (253+24,66) /(√3∙10)= 16 А
Выбираем ТТ типа ТК-20 класса точности 0,5, для которого максимальное значение тока в первичной обмотке 50А, а во вторичной 5А. Ток во вторичной цепи (при коэффициенте трансформации nт = 50: 5= 10) составит
Iмах подст = I1/n т = 36,5/10 = 3, 7А. 3, 7 х100/5=73%> 40%
Определяем максимальный и минимальный ток на каждое присоединение со стороны низкого напряжения по формулам
, ,
где соsφ — коэффициент мощности соответствующего присоединения,
для цеха раскроя стекла
, (6.8)
Sсм = =245кВА
Увеличиваем расчетный максимальный ток. Выбираем ТТ типа ТК-20 для которого максимальное значение тока в первичной обмотке 600А, а во вторичной 5А. Ток во вторичной цепи (при коэффициенте трансформации nт = 600: 5= 120) составит
I1мах = I1/n т = 400 /120 = 3,3 А. 3,3 х100/5=67%> 40%
Аналогично рассчитываем и выбираем ТТ для каждого присоединения, и результаты приводим в таблице 5.3.
Трансформаторы тока выбраны правильно, так как I2 > Iн счетчика. Сечение жил проводов или кабелей от трансформаторов тока до счетчиков должно быть не менее: медных — 2,5, алюминиевых — 4 мм 2 . Максимальное сечение жил проводов и кабелей, которые возможно подключить к клеммам счетчика, не должно превышать 10 мм 2 .
До приборов учета, смонтированных на вводе, должны быть установлены отключающие аппараты, а после приборов учета — аппараты, обеспечивающие разрыв цепи со стороны распределительных сборок или их группы. Амперметры устанавливают в одной фазе. Три амперметра предусматривают только в тех цепях, где возможна не симметричная нагрузка фаз приемников (освещение, сварочные посты, конденсаторные батареи).
Таблица 9.2 — Расчет и проверка трансформаторов тока
| Наименование | Iмин, А | Iмах, А | Тип ТТ | Iмах ТТ,А | nт | Iмин > 5% | Iмах>40% |
| 1.1Склады ЖД | 80,4 | ТК-20 | |||||
| 1.2 Освещение ЖД подъезда и путей наружное | 1,5 | — | — | — | — | ||
| 1.3 Цех раскроя стекла и деталей (1б) | ТК-20 | ||||||
| 1.4 Насосная станция | ТК-20 | 83,5 | |||||
| Т1 всего | 585,9 | ТК-20 | |||||
| 2.22 Гараж | 12,5 | — | — | — | — | ||
| 2.23 Цех сборочный (1а) | ТК-20 | ||||||
| 2.24 Склад готовой продукции | ТК-20 | ||||||
| 2.25 Котельная | 21,3 | ТК-20 | |||||
| 2.26 Осветительная нагрузка основных помещ | 1,5 | — | |||||
| 2.27 Управление | ТК-20 | ||||||
| 2.28Проходнвая(весовая) | — | — | — | — | — | ||
| Т2 всего | 536,3 | 919,4 | ТК-20 |
Амперметры включают непосредственно в сеть или через трансформаторы тока.
Для коммерческого учета необходимо поставить трансформаторы тока с классом точности не больше 0,5S
Достоинства и недостатки счетчиков с дистанционным снятием показаний
Сегодня в квартирах можно встретить полезную новинку, связанную с контролем потребления ресурсов. Это счетчики с дистанционным учетом и передачей данных на главный пульт поставщика. Автоматическую передачу показаний счетчиков теперь считают не данью моды, а жизненной необходимостью. Такой прибор помогает не только бороться со злостными неплательщиками, но и является контролером простой людской забывчивости.
Принцип работы приборов учета с дистанционным снятием показаний
В отличие от простых счетчиков, сменившие их аналоги имеют систему передачи данных и микроконтроллер. Последний позволяет поставщику электричества или водоснабжения отследить дистанционно расход ресурсов. А при длительной неуплате отключить их подачу в дом или квартиру. Потребителю необходимо только настроить прибор и предоставить в компанию первичные данные.
Работает система по следующей схеме:
- сбор информации;
- передача на сервер;
- анализ и хранение.
За сбор информации отвечают датчики, которых у электросчетчиков с дистанционным снятием показаний может быть до 32 штук. Потом информация обрабатывается модулем учета и отправляется на сервер. Там ее принимают контроллеры. Они транспортируют сигнал и выводят его на ЖК дисплей прибора снятия показаний потребителя. Также данные можно увидеть с любого компьютера, если войти в Личный кабинет компании поставщика.
На последнем этапе происходит архивация и анализ информации на сервере и ПК. Причем компьютер должен быть оснащен специальным программным обеспечением. Контроллер запрограммирован на определенный день недели, и через интернет или модем отправляет данные на сервер.
Водосчетчик имеет импульсный выход. Снабжен магнитом и герконовым датчиком. При прохождении магнита рядом с датчиком полученный импульс перерабатывается специальным модулем в цифровой сигнал и передается на сервер поставщику. Счетчики могут иметь уже встроенный модем для передачи данных или его необходимо устанавливать отдельно.
Важно! В последнем случае он может обслуживать сразу два прибора для снятия показаний.
Устройство счетчиков
В основном, устройство нового девайса не отличается от простого. Например, счетчик электроэнергии с передачей данных тоже имеет:
- измерительный трансформатор;
- колодку с клеммами;
- плату, через которую подключается информационно-измерительная система.
Электроэнергии
Прибор укомплектован дополнительными составляющими, о которых необходимо рассказать отдельно.
Микроконтроллер
Отвечает за работу жидкокристаллического дисплея. Но основная функция заключается в оцифровке сигнала, идущего с трансформатора. Принимает команды с главного пульта и занимается обработкой информации.
Устройство может самостоятельно отключить подачу энергии, если достигнут договоренный лимит. Или ограничить мощность тока. Отдельные модели снабжены устройством для считывания со смарт-карт. Такую карту можно пополнить обычным банковским переводом. Хозяин подобного девайса может даже не выходить на улицу для оплаты потребленной электроэнергии.
Телеметрический выход
Предназначен для автоматической передачи данных. Через специальный порт происходит подключение к серверу поставщика или к ПК.
Система контроля
Напрямую связана с микроконтроллером. Существует два вида. В первом данные уходят на главный пульт в автоматическом режиме. Во втором потребителю нужно самостоятельно нажимать кнопку в определенный день.
Функции системы контроля:
- сбор данных;
- обработка и составление отчета;
- прогноз возможного расхода.
Радиомодуль
Устройство входит в комплект не всех приборов учета. Чаще им оборудуются общедомовые счетчики, и двухсторонняя связь идет по радиоканалу. Оснащенные отдельной батареей питания, мгновенно реагируют на внештатную ситуацию (попытка взлома, короткое замыкание) и сразу передают информацию на главный пульт.
Главное отличие счетчика воды с дистанционной передачей данных от обычного – наличие импульсного выхода. За это отвечает встроенный модем, который контроллером считывает импульс при прохождении магнита и передает данные на сервер поставщика.
Преимущества и недостатки системы автоматической передачи данных
При использовании прибора старого образца необходимо самостоятельно снимать показания, производить расчеты расходов и передавать данные поставщику. Кроме возможных ошибок, существует возможность, что потребитель не сможет вовремя выполнить необходимые действия. Установка нового оборудования исключает подобные трудности.
Дополнительно система решает и другие проблемы:
- Быстро разрешает спорный момент из-за ежедневной фиксации показаний.
- При смене тарифа сразу переводит на него.
- Позволяет удаленно контролировать ситуацию с помощью смартфона или ПК с доступом к интернету. Возможно дистанционное выключение подачи электроэнергии при аварийной ситуации.
- Экономит время.
Недостатком для потребителя является:
- Возможность отключения электроэнергии поставщиком при задолженности.
- Высокая стоимость самого прибора и его вынужденного ремонта.
- Зависимость от связи (интернет, радиомодуль).
Пошаговая инструкция по установке автоматических приборов учета
Все действия по установке автоматических приборов учета заключаются в выполнении следующих этапов:
- Владелец квартиры принимает решение об установке такого прибора.
- Подается заявление об установке и последующей пломбировке прибора в аккредитованную организацию. Например, местный водоканал или Энергонадзор.
- Управляющая компания передает условия по установке.
- Собственник самостоятельно покупает водомер или счетчик электроэнергии с дистанционным снятием показаний и оплачивает его установку.
Водоканал или Энергонадзор высылает по заявке своих мастеров, и они проводят все работы. По завершению установки опломбируют прибор. Таким образом, управляющей компанией осуществляется система контроля и учета за расходом ресурсов.
Обзор производителей и моделей
На сегодня рынок показывает достаточное разнообразие моделей разных производителей.
Электросчетчики
Из производителей выделяют компанию Инкотекс с моделью Меркурий. Марка имеет импульсный телеметрический выход и встроенный модем, по которому происходит передача данных. Многие модели имеют сменные модули и ведут учет одновременно до 4 тарифов.
Компания Энергомера славится своими экономными моделями CE102M R5 145-J. А также многотарифной моделью с радиоканалом CE201-S7.
Можно выделить компанию Матрица с моделью NP71E.1-10-1, которая поддерживает 6 тарифов и имеет защиту вскрытия. Электрический счетчик с дистанционным снятием показаний имеет автономный радиоканал и мгновенно передает информацию о попытке взлома на главный пульт.
Водосчетчики
Большинство водомеров поддерживает функцию импульсного выхода, которая позволяет дистанционно передавать данные. Поэтому к прибору нужно приобретать отдельный модем, для передачи данных.
А из производителей со встроенным модемом можно выделить компании Стриж, Национальный центр ресурсоэффективности и Саурес.
Из бюджетных можно отметить модели производителя Вавиот. Его счетчики рассчитаны на 10 лет бесперебойной работы. Радиус действия передачи – до 10 км.
Стоимость автоматических приборов
Цены у самых бюджетных вариантов Меркуриев начинаются с 2 500 рублей. Модели средней категории оцениваются в 5 500-6 000. А трехфазные, с резервным питанием, доходят до 16 500 рублей.
Стоимость бюджетных моделей компании Энергомера начинается с 1 700 рублей. Гораздо дороже модели с радиоканалом. Стоимость счетчика, передающего показания, доходит до 6 500 рублей. Цена электрического счетчика компании Матрица колеблется от 6 300 до 7 800 рублей.
Отдельный модем для водосчетчиков с функцией импульсного выхода стоит, в среднем, около 1000 рублей.
Стоимость водомеров со встроенным модемом от ведущих компаний – Стриж, Национальный центр ресурсоэффективности и Саурес – колеблется от 3 500 до 4 500 рублей.
Изделия компании Вавиот рассчитаны на бюджетные слои населения, и их стоимость, в среднем, около 2 000 рублей.
Стоимость установки с учетом цены оборудования
Стоимость установки разнится от того, к кому обратиться. Можно сэкономить и воспользоваться услугами индивидуальных сантехников. Но в случае спорных моментов, связанных с поломкой оборудования, будет очень трудно прийти к компромиссу. Ведь письменную гарантию частник не предоставит.
Тогда как зарекомендовавший себя производитель дает гарантию своей работы и качественно выполняет установку. Например, цена подключения передающего водомера компании Элехант будет 3 900 рублей. Это с учетом стоимости самого прибора.
Рекомендуем! Лучше обращаться в компанию, с которой заключен договор на поставку ресурсов. Она сама озвучит свои цены на установку.
Заключение
Дистанционное снятие показаний, их учет, обработка и передача на сервер поставщика стали насущной повседневностью. Покупка и установка нового оборудования оправдывают себя, и с экономической стороны, и в плане рационального использования личного времени.
Использование подобных устройств, несомненно, добавит комфорта в жизнь любого человека. Поэтому каждому стоит задуматься о приобретении нужного прибора.
Действующий сотрудник управляющей компании. Пишу, помогаю, консультирую. Обращайтесь, помогу. Мой профиль ВКонтакте.
Подключаем и настраиваем телеметрию: для частников и застройщиков
Телеметрия в доме – прекрасная возможность использовать современные технологии для контроля за работой инженерных коммуникаций, считывать и передавать информацию со счетчиков компаниям-поставщикам. В последнее время расширяется тенденция внедрения присмотра за загородными домами, в некоторых многоквартирных домах внедряются телеметрические системы. Приняв решение об установке, в нашей статье можно изучить видеоинструкции и схемы, фото, рекомендации по самостоятельному монтажу, советы по правильному выбору оборудования.
Что такое телеметрия в инженерных сетях
Современные информационные технологии применяются для сбора информации и мониторинга состояния коммуникаций, скрытых от человеческих глаз по разным причинам – например, из-за опасности пребывания там или невозможности проведения перманентного мониторинга. Установленная система состоит из датчиков, работающих параллельно, назначение которых – считывать и передавать информацию с приемника. Функция приемного устройства – обработка полученных данных и обеспечение получения окончательного результата. Приемник может принимать решения о проведении действий, необходимых в настоящий момент – включить или выключить, минимизировать подачу.
Традиционно ТС дифференцируют по основному назначению:
- для регистрации датчиков (они менее функциональны, не могут принимать решения, этим занимается человек, просматривающий полученные сведения);
- с оперативными знакомы многие люди – характерный пример, система пожарной безопасности, которая не только включает сигнал оповещения, но и сообщает в экстренные службы;
- комбинированные – оптимальный вариант, в котором приятно сочетается получение данных, реакция и дополнительные функции.
В современной реальности системы теле-сигнализации и телеизмерения широко используются в автомобильной, нефтегазовой промышленности и даже в медицине. Они бывают адаптивные (могут настраиваться сами) и не адаптивные, просто работающие по заранее заданным параметрам.
Как работают и передают показания в УК
Телеметрия в новостройках внедряется на этапе строительства и может работать на 3 уровнях:
- отвечать за работу счетчиков, датчиков и контроллеров в одной квартире;
- собирать показания и передавать их в управляющую компанию, применяя вариабельные технологии;
- обрабатывать данные о состоянии систем, проводить диагностику и информировать об обнаруженных неисправностях.
Умные системы оснащаются разными вариантами комплектации, которые устанавливаются на этапе строительства, потому что иначе придется проводить перепланировку, заново прокладывать проводку и кабель. Человек, который выбирает квартиру в МКД, может использовать уровень и оснащенность телекоммуникационной системы, как один из критериев правильного выбора.
Необходимость телеметрии и удаленного контроля для многоквартирных домов
Современные информационные технологии, мобильные устройства и приложения позволяют человеку получать и передавать различные сведения, избегая затрат на время, упрощая процессы оплаты, избегая непредвиденного ремонта, своевременно устраняя небольшие неполадки. Находясь на значительном расстоянии, хозяин может оплатить только за затраченные ресурсы, скорректировать время старта отопительного сезона, отключить подачу воды при протечке или электричество в квартире, если он не уверен, что выключил электробытовые приборы.
Очень важен вопрос безопасности квартиры в отсутствие хозяев. Можно устанавливать камеры, позволяющие контролировать квартиру, записывать при движении. Просторное жилое помещение при желании можно оснастить несколькими системами, ориентированными на размер и функции комнаты. Это даст возможность контроля за кондиционером, увлажнением и вентиляцией, что особенно важно в регионах с экстремальными погодными условиями – жарой или зимними холодами, высокой влажностью или засушливым климатом.
Телеметрия в доме все более востребована, появление новых датчиков и систем оповещения делает их все более функциональным, облегчает бурное течение современной жизни.
Необходимость умных счетчиков и удаленного контроля в частном доме
Еще в прошлом году в России начался плавный переход на умные счетчики, которые называют интеллектуальными системами учета. Они избавляют жителей от необходимости впускать в дом представителей поставщиков, или самостоятельно собирать и оплачивать данные. Система, состоящая из контроллера и собственно прибора учета, не просто фиксирует собранные данные, но и передает информацию на сервер. Это можно делать по проводным и беспроводным сетям.
Системы контроля в частном доме, обычно огражденном забором и скрытым от посторонних глаз, помогут обеспечить безопасность не только от проникновения посторонних, но и протечек, пожара, короткого замыкания, нарушений в инженерных сетях. Статистика показывает, что телеметрические системы уже довольно давно устанавливаются в частных и загородных домах. Эта тенденция намного опередила даже многоквартирные дома премиум класса, с элитными апартаментами.
Плюсы и минусы телеметрии в доме/квартире
Говоря о прерогативах, получаемых владельцем жилья, нельзя игнорировать и некоторые аргументы отрицательного характера. Однако, их намного меньше и правильный выбор телекоммуникационной системы, ориентированный на приоритет и потребности проживающих, позволит их легко избежать. Приведенная таблица позволит сориентироваться:
| Достоинства для дома | Бонусы в МКД | Недостатки |
| Делает комфортным проживание. То есть собирает показания счетчиков и датчиков в одном месте. | Оплата за реально потребляемые ресурсы. | Достаточно весомая стоимость |
| Управляет бытовой техникой, открывает шторы (жалюзи) или двери гаража удаленно, а телеметрия всё это фиксирует (всё может быть подключено к одному контроллеру умного дома). | Регуляция работы кондиционера, поддержание правильного микроклимата. | Необходимость приглашения специалистов для установки |
| Отправляет информацию со счетчиков на сервер и сохраняет. После этого, можно посмотреть историю. | Обеспечивает безопасность, записывает движение и сохраняет историю. | Чем сложнее система, тем больше сложностей у домочадцев с освоением |
| Обнаруживает возникшие неисправности или предупреждает о скором выходе из строя оборудования или других систем, подключенных к телеметрии. | Отключает водоснабжение и электроэнергию на удаленном расстоянии | Придется следить за состоянием и приглашать специалистов для профилактики |
| Позволяет своевременно начать ремонт | Сигнализирует о поломке, не приводя к необходимости крупного ремонта |
Несмотря на объективные трудности, со временем владельцы жилья понимают, что это вложение средств существенно облегчило жизнь, избавило от мелких и крупных неурядиц, сделала жизнь обитателей квартиры или дома комфортней.
Статистика показывает, что снижение спроса на вторичное жилье в определенной мере вызвано объективными сложностями в установке телеметрических систем. Люди не хотят заниматься перепланировкой, обновлением проводки и кабеля для этой цели.
Видео инструкции как внедряют телеметрию строительные компании/застройщики в новостройках
Минобрнауки давно финансирует внедрение цифровых технологий, разработку телеметрических систем, которые застройщик может устанавливать в новостройке без излишних сложностей и затрат для потенциального покупателя. В некоторых субъектах федерации этот вопрос находится на рассмотрении местных властей или становится обязательным условием при рассмотрении проектной документации.
Интеллектуальный счетчик электроэнергии
Как-бы то ни было печально, но и потребление электроэнергии иногда приходится ограничивать. Существующие сети часто не в состоянии выдержать возросший объем потребления электроэнергии. В итоге потребители, даже если они и являются исправными плательщиками, получают электроэнергию не надлежащего качества (пониженное напряжение, скачки напряжения) или вообще остаются без электричества. Поэтому наметилась тенденция установки счетчиков с различными дополнительными функциями (ограничения потребляемой мощности, многотарифные) и объединения приборов учета в автоматизированные системы учета и контроля. К сожалению, данные электросчетчики сравнительно дороги. В то же время практически все эксплуатируемые в настоящее время счетчики имеют, так называемый, телеметрический выход. Используя этот выход можно оснастить любой счетчик дополнительными блоками, выполняющими те или иные функции по учету и контролю электроэнергии.
На практическом примере рассмотрим блок, который подключается к телеметрическому выходу электросчетчика и позволяющий передавать текущие показания электросчетчика по протоколу MODBUS и отключать потребителей электроэнергии по потреблению заданного объема кВатт*часов.
Основой блока является микроконтроллер ATTiny2313. Связь между блоком и компьютером организована через микросхему MAX487, организующую канал стандарта RS-485. Более подробно про стандарт RS-485 я писал в своей статье «Контроллер температуры и влажности, счетчик импульсов с протоколом MODBUS». С помощью любой терминальной программы на компьютере производится установка адреса блока и передача параметров подключенного электросчетчика в микроконтроллер. Какие параметры и их формат можно увидеть в файле «Формат команд». Кнопка BUT1 предназначена для сброса параметров в значения по умолчанию. Практически она не нужна и предусмотрена на будущее. Пока же с её помощью можно сбросить адрес устройства в &hFF. Кнопка BUT2 имитирует телеметрический выход электросчетчика. Кстати, в большинстве современных счетчиков телеметрический выход представляет из себя транзистор оптопары. Поэтому надо подключать с соблюдением полярности — эмиттер оптопары на общий провод, коллектор — на вход PB6 микроконтроллера. К порту PA2 микроконтроллера подключена оптопара U3, через которую включена обмотка реле/пускателя для подключения нагрузки к электрической сети. Сам блок запитан от любого источника питания, обеспечивающего постоянное напряжение на выходе не менее 7 Вольт при токе не более 100 мА. Большинство китайских импульсных зарядок для сотовых телефонов соответствует этим требованиям. В блоке счета все параметры и подсчитанные значения сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера, что исключает пропадание данных при отключении устройства от электросети.
Общая схема соединений представлена ниже:
А вот и фото собранного устройства:
Электросчетчик типа DDS232, реле применено типа МКУ-48, блок питания размещен внутри синей коробочки, блок счета — маленькая платка в правом нижнем углу. Нагрузка представляет из себя лампу накаливания (для индикации) и розетку, куда подключается более мощная нагрузка (обогреватель, электрочайник) для проверки и настройки.При желании можно разместить блок питания, блок счета и малогабаритное реле с контактами на ток до 25 Ампер внутри электросчетчика. Понятно, что эту систему можно реализовать и для 3-х фазного подключения.
Печатная плата блока счета прилагается. Дополнительно на плате предусмотрены места для установки снаберов на 5.5 — 6.8 Вольт, предназначенных для защиты входов MAX487 от бросков напряжения. В то же время, судя по описаниям, микросхемы с буквой «Е» в конце обозначения имеют уже встроенную защиту. А других микросхем (т.е. без буквы «Е») я в продаже не встречал. В принципе схема не критична к номиналам деталей и позволяет изменять значения резисторов и конденсаторов в широких пределах.
Прошивка для микроконтроллера прилагается с ограничением до 254 кВатт*часов.
Для желающих промоделировать в Proteus прилагается файл в архиве. Правда, скорее всего, придется немного поправить схему (убрать реле, заменить оптопару светодиодом и прочее).
Порядок задания параметров:
1. Первоначально блок счета имеет адрес &hFF.
2. Запускаем любую терминальную программу, позволяющую работать с HEX-кодами.
3. Задаем новый адрес «02» и показания счетчика 5 кВатт командой FF 06 02 00 00 00 05 00
4. Передаем в микроконтроллер коэффициент пересчета 02 06 02 FF 10 00 00 00 (&h10 = 16 в десятичной системе).
6. При необходимости, передаем в микроконтроллер порог потребления 02 06 02 F0 00 05 00 00 (для примера ограничим в 5 кВатт)
7. При необходимости можно проверить, сколько киловатт*часов осталось до отключения: запрос — 02 06 02 F1 00 00 00 00, ответ 02 06 02 F1 05 00 00 00 00 — осталось 5 кВатт*часов
Все эти команды показаны ниже:
При программировании микроконтроллера необходимо выставить фьюзы: работа от внутреннего осциллятора на 8 МГц, деление на 8 — отключено, порт PA2 работает как порт ввода-вывода, а не как RESET (по умолчанию во фьюзах установлено, что работает как RESET).
В конце статьи остается только отметить, что таким образом можно разработать различные устройства, позволяющие «добавить мозгов» стандартным электросчетчикам вплоть до использования карточек предоплаты и возможности управления и передачи данных по каналам сотовой связи. Полёт фантазии здесь не ограничен.
Источник: