Про електронних лічильниках і АСКОЕ максимально детально.

Електронні лічильники електроенергії.

Електронний електролічильник являє собою перетворювач аналогового сигналу в частоту проходження імпульсів, підрахунок яких дає кількість споживаної енергії.

Головною перевагою електронних лічильників у порівнянні з індукційними, є відсутність обертових елементів. Крім того, вони забезпечують більш широкий інтервал вхідних напруг, дозволяють легко організувати багатотарифні системи обліку, мають режим ретроспективи – тобто дозволяють побачити кількість спожитої енергії за певний період – як правило, щомісячно або потижнево; вимірюють споживану потужність, легко вписуються в конфігурацію систем АСКОЕ і володіють ще багатьма додатковими сервісними функціями і інтерфейсами.

Різноманітність цих функцій полягає в програмному забезпеченні мікроконтролера, який є неодмінним атрибутом сучасного електронного лічильника електроенергії.

Конструктивно сучасний електролічильник складається з корпусу з клемної колодкою, вимірювального трансформатора струму і друкованої плати, на якій встановлені всі електронні компоненти.
Основними компонентами електронного лічильника є: трансформатор струму, РКІ дисплей, джерело живлення електронної схеми, мікроконтролер, годинник реального часу, телеметричний вихід, супервізор, органи управління, оптичний порт (опціонально).

РКІ являє собою багаторозрядний буквено-цифровий індикатор і призначений для індикації режимів роботи, інформації про спожитої електроенергії, відображення дати і часу.

Джерело живлення служить для отримання напруги живлення мікроконтролера та інших елементів електронної схеми. Безпосередньо з джерелом пов'язаний супервізор. Супервізор формує сигнал скидання для мікроконтролера при включенні і відключенні живлення, а також стежить за змінами вхідної напруги.

Годинник реального часу призначені для відліку поточного часу і дати. У деяких електролічильника дані функції покладаються на мікроконтролер, однак для зменшення його завантаження, як правило, використовують окрему мікросхему, наприклад, DS1307N. Використання окремої мікросхеми дозволяє вивільнити потужності мікроконтролера і спрямувати їх на виконання більш відповідальних завдань.

Телеметричний вихід служить для підключення до системи АСКОЕ або безпосередньо до комп'ютера (як правило, через перетворювач інтерфейсу RS485/RS232). Оптичний порт, який є не у всіх електролічильника, дозволяє знімати інформацію безпосередньо з електролічильника і в деяких випадках є для їх програмування (параметризації).

Серцем електронного електролічильника є мікроконтролер. Це може бути як мікросхема компанії Microchip (PIC-контролер), так і виробників ATMEL або NEC.

В електронному лічильнику виконання практично всіх функцій покладено на мікроконтролер. Він є перетворювач АЦП (перетворює вхідний сигнал з трансформатора струму в цифровий вигляд, виробляє його математичну обробку та видає результат на цифровий дисплей.) Мікроконтролер також приймає команди від органів управління і управляє інтерфейсними виходами.

Можливості, якими володіє мікроконтролер, повторюся, залежать від його програмного забезпечення (ПО). Без ПО – це просто пластмасово - кремнієвий кубик smile. Тому різноманітність сервісних функцій і завдань залежить від того, яке технічне завдання було поставлено перед програмістом.

В даний час розвиток електронних лічильників йде в основному в плані додавання «наворотів», різні виробники додають все нові функції, наприклад, деякі пристрої можуть вести контроль стану живильної мережі з передачею цієї інформації в диспетчерські центри і т. д.

Досить часто в електролічильник вводять функцію обмеження потужності. У цьому випадку, при перевищенні споживаної потужності, електролічильник відключає споживача від мережі. Для управління подачею напруги, всередину електролічильника встановлюють контактор на відповідний струм. Так само відключення можливо, якщо споживач перевищив відведений йому ліміт електроенергії або ж закінчилася передплата за електроенергію. До речі, деякі електролічильники дозволяють поповнити грошовий баланс прямо через вбудовані в них зчитувачі пластикових карток. До електролічильника даної групи відносяться СТК-1-10 та СТК-3-10, які випускаються в Одесі.

АСКОЕ

Можливість створення АСКОЕ (автоматизованої системи контролю обліку електроенергії) пов'язана з появою відносно доступних мікропроцесорних пристроїв, однак дорожнеча останніх робила системи обліку доступними тільки великим промисловим підприємствам. Розробку АСКОЕ вели цілі НДІ.

Рішення завдання передбачало:

• оснащення індукційних лічильників електричної енергії датчиками обертів;
• створення пристроїв, здатних вести підрахунок імпульсів надходять і передавати отриманий результат в ЕОМ;
• накопичення в ЕОМ результатів підрахунку і формування звітних документів.

Перші системи обліку були дуже дорогими, ненадійними і малоінформативними комплексами, але вони дозволили сформувати базу для створення АСКОЕ наступних поколінь.

Переломним етапом у розвитку АСКОЕ стала поява персональних комп'ютерів і створення електронних електролічильників. Ще більший імпульс розвитку систем автоматизованого обліку додало повсюдне впровадження стільникового зв'язку, що дозволило створити бездротові системи, так як питання організації каналів зв'язку був одним з основних у даному напрямку.

Основне призначення системи АСКОЕ в розумних інтервалах часу зібрати в центрах управління всі дані про потоки електроенергії на всіх рівнях напруги і обробити отримані дані таким чином, щоб забезпечити складання звітів за спожиту або відпущену електроенергію (потужність), проаналізувати і побудувати прогнози щодо споживання (генерації), виконати аналіз вартісних показників і, нарешті, найважливіше - провести розрахунки за електричну енергію.

Для організації системи АСКОЕ необхідно:

• в точках обліку енергії встановити високоточні сучасні прилади обліку - електронні електролічильники;
• цифрові сигнали передати в так звані «суматори», забезпечені пам'яттю;
• створити систему зв'язку (як правило, останнім часом для цього використовують GSM – зв'язок), що забезпечує подальшу передачу інформації в місцеві (на підприємстві) і на верхні рівні;
• організувати і оснастити центри обробки інформації сучасними комп'ютерами та програмним забезпеченням.

Приклад найпростішої схеми організації АСКОЕ показано на малюнку вище. У цій схемі можна виділити кілька окремих основних рівнів:

1. Перший рівень – це рівень збору інформації.

Елементами цього рівня є електролічильники і різні пристрої, що вимірюють параметри системи. В якості таких пристроїв можуть застосовуватися різні датчики, що мають вихід для підключення інтерфейсу RS-485, так і датчики, підключені до системи через спеціальні аналого-цифрові перетворювачі. Необхідно звернути увагу на те, що можливо використовувати не тільки електронні електролічильники, але і звичайні індукційні, обладнані перетворювачами кількості обертів диска в електричні імпульси.

У системах АСКОЕ для з'єднання датчиків з контролерами застосовують інтерфейс RS-485. Вхідний опір приймача інформаційного сигналу по лінії інтерфейсу RS-485 звичайно складає 12 кОм. Так як потужність передавача обмежена, це створює обмеження на кількість приймачів, підключених до лінії. Згідно специфікації інтерфейсу RS-485 з урахуванням узгоджувальних резисторів приймач може вести до 32 датчиків.

2. Другий рівень – це сполучний рівень.

На цьому рівні знаходяться різні контролери необхідні для транспортування сигналу. У схемі АСКОЕ представленої на рисунку 9 елементом другого рівня є перетворювач, який перетворює електронний сигнал з лінії інтерфейсу RS-485 на лінію інтерфейсу RS-232, це необхідно для зчитування даних комп'ютером або керуючим контролером.

У разі якщо необхідне підключення до 32 датчиків, тоді у схемі на цьому рівні з'являється пристрої, звані концентратори. На малюнку показана схема побудови системи АСКОЕ для кількості датчиків від 1 до 247шт

Третій рівень – це рівень збору, аналізу і зберігання даних. Елементом цього рівня є комп'ютер, контролер або сервер. Основним вимога до обладнання цього рівня є наявність спеціалізованого програмного забезпечення для налаштування елементів системи.

В даний час практично всі електронні електролічильники обладнані інтерфейсом для включення в систему АСКОЕ. Навіть ті, які не мають цієї функції, можуть оснащуватися оптичним портом для локального зняття показань безпосередньо на місці встановлення електролічильника шляхом зчитування інформації в персональний комп'ютер. Тому, сьогодні електролічильник є складним електронним пристроєм.

Однак не варто думати, що тільки електронні лічильники можна використовувати для дистанційного зняття показань (а саме ця мета є основною в системах АСКОЕ). При певній доробці і бажанні це можна зробити і з індукційними лічильниками.

Тим не менше при проектуванні сучасних систем АСКОЕ застосовують тільки електронні лічильники. Вони мають незаперечні переваги перед індукційними саме в «інформаційному плані і мають практично необмежені сервісними можливостями.