Автоматизация контроля и учета потребляемых ресурсов как способ энергосбережения

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Как отмечалось, целенаправленная работа по энергосбережению, приводит к уменьшению затрат организации на оплату потребленных ресурсов. А вот если хотя бы частично автоматизировать этот процесс? Предположим, на предприятии одни цеха работают строго в интервале определенного времени, и в данных цехах нет оборудования, которое должно постоянно работать (например, цех с токарными станками), то этот цех можно отключать полностью от потребления электроэнергии (не учитывать охранную и пожарную системы).

Для реализации этого давайте разберемся более углубленно.

Автоматизированная система контроля и учета потребляемых ресурсов (сокращенно АСКУ) предназначена для контроля и учета потребляемого количества электрической энергии, тепловой энергии и теплоносителя, холодной и горячей воды, природного газа, а так же об объёме потреблении иных ресурсов, при подключении соответствующих считывающих устройств (счетчики, датчики). Так же в его функцию включена возможность автоматического сбора, накопления, обработки, хранения, отображения и передачи информации о потреблении энергоресурсов в диспетчерские и расчетные центры, с целью произведения расчетов, анализа и последующей выработки эффективной политики расходования ресурсов, используемых на предприятии.

АСКУ может применяться практически во многих сферах:

1) В сфере ЖКХ можно контролировать потребление определенных ресурсов как в рамках отдельных домов/зданий, так же в границах определенного района.

2) В сфере производственных предприятий/ заводов для контроля потребляемых как энергоресурсов, так же для контроля специфических расходуемых ресурсов, используемых при производстве определенных продуктов производства.

Экономическая эффективность использования АСКУ:

- обеспечение расчетов за потребляемыми ресурсами строго в соответствии с реальным объемом их потребления;

- комплексный автоматизированный учет потребляемых ресурсов и контроль их параметров;

- контроль потребления всех потребляемых ресурсов на объектах учета по заданным временным интервалам: относительно лимитов, технологических ограничений мощности, давления, расхода и температуры;

- сигнализация цветом и звуком об отклонениях контролируемых величин от допустимого диапазона значений с целью принятия оперативных решений.[4]

Состав АСКУ:

- счетчики потребляемых ресурсов, такие как, электронные энергосчетчики, оснащенные импульсным телеметрическим выходом или цифровым выходом (счетчики холодной и горячей воды, счетчики активной и реактивной электроэнергии, в том числе трансформаторного включения, теплосчетчики, счетчики газа, измерительные комплексы газа), устройства подсчета количества и объёмов ресурсов, предназначенных для изготовления продуктов производства( к примеру, весовой контроль на въезде на склад и на выезде со склада определенного типа ресурсов, исходя из которых, можно подсчитывать объём хранящихся на складе ресурсов);

- исполнительные механизмы, (для электроэнергетической сфере – ключи, реле для отключения или включения определенных цепей; для водоснабжения – краны для отключения и включения подачи воды и теплоснабжения; ключи и переключатели для отключения и включения газоснабжения и так далее);

- модуль сбора информации с датчиков (счетчиков) и передачи этой информации на серверное оборудование (сервер может быть как отдельно, так и в составе АРМ), а так же для приема управляющих команд от сервера (АРМ) и передачи данных команд в соответствующие исполнительные механизмы для их дальнейшего выполнения. Здесь так же идет привязка показаний с датчиков к времени, когда были получены данные от счетчиков;

- Дополнительные вспомогательные устройства, предназначенные для передачи информации в различных местах (преобразователи, усилители, ретрансляторы, блоки питания и другие, данное оборудование используется только по нужде – при определенных условиях);

- сервер, или АРМ, который используется дополнительно как сервер, для обработки, сбора данных с разных участков сети – системы, для контроля за потреблением ресурсов в разных участках и цехах (при необходимости отключение отдельных участков и цехов от определенных видов ресурсов как автоматически - при наступлении определенных событий, так и по требованию оператора АРМ, имеющего разрешение для данных операций в АСКУ). [4]

Рисунок 1.1 Структурная схема АСКУ

Рисунок 1.2 Структурная схема системы в отдельно взятом помещении/цеху.

В общем случае АСКУ работает следующим образом:

Показания счетчиков через каналы связи передаются на модуль-концентратор. Модуль концентратор необходим для объединения большого количества счетчиков в одну сеть для функционирования автоматизированной системы контроля и учета. Так же концентратор имеет возможность сохранения последних полученных данных.

С модуля-концентратора информация отправляется на АРМ (сервер) для получения этих данных сервером, их вторичной обработки, занесения данных в базу данных, а так же дальнейшей обработки полученных от счетчиков данных.

3) В зависимости от настроек программного обеспечения можно задавать настройки параметров потребления ресурсами (например, при достижении определенных значений за определенный промежуток времени – сигнализация оператору об этом).

Так же при несовпадении данных с главного счетчика (на вводе в производственное предприятие) и суммы показаний данного рода ресурсов (со счетчиков в разных участках системы) система оповещает об этом. Исходя из этого сигнала, можно будет судить о том, что на определенном участке передачи ресурсов идет потеря потребляемого ресурса (если рассматривать водоснабжение, то это значит что где-то идет утечка воды).

В совокупности всех устройств будет получена система, реализующая сбор и обработку данных со счетных устройств, а так же оповещения оператора об утечке ресурсов из системы снабжения, о приближении или наступившем ограничении лимита по потреблению данного вида ресурса за определенный период.

Постановка задачи

Для решения задачи учета и контроля электропотребления на территории небольшого предприятии необходимо разработать систему, состоящую из следующих узлов (для примера взята система, в составе которого имеется 3 цеха для учета электропотребления и основной счетчик на вводе электроэнергии на территорию предприятия)

Рисунок 1.3. Схема АСКУ для контроля потребляемой электроэнергии

Рисунок 1.4. Схема оборудования в производственном здании №1

Система для данного случая состоит из следующих элементов:

- счетчик потребления электроэнергии (играет роль датчика);

- сам АРМ, играющий роль сервера, предназначается для управления исполнительным механизмом в зависимости от показаний счетчика. Так же это может быть стенд для учета и контроля за электропотреблением на территории предприятия. Здесь устанавливается соответствующее программное обеспечение, или стенд, на котором будет выводиться информация о работе системы - показания, состояния переключателей, индикаторы аварийного состояния, а так же другие элементы.

В данной системе наличие модуля-концентратора не обязательно. Объясняется это тем, что в данной системе малое количество устройств, соединенных в единую сеть, а так же в рассматриваемой системе, не большая длина каналов связи (менее километра каждый).

Выводы

В исследовательском разделе выпускной квалификационной работы были рассмотрены методы по снижению расходов потребляемых ресурсов на предприятии. Была приведена общая схема автоматизированной системы контроля и учета потребляемых ресурсов. Представлено задание на разработку автоматизированной системы контроля и учета для предприятия, в состав которого входит 3 цеха, потребляющие электроэнергию.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

2.1 Выбор и обоснование технических средств автоматической системы контроля и учета электропотребления

Автоматизированная система контроля и учета за потребляемыми ресурсами должна иметь 3 основных узла:

- узел счетчиков;

- блок преобразования каналов связи счетных устройств и АРМ;

- пульт управления (АРМ, для хранения и обработки данных, полученных из счетчиков);

Модуль-концентратор является не обязательным узлом системы (более подробно о целесообразности включения данного узла будет рассмотрено позже).

Структурная схема отдельных узлов автоматизированной системы контроля и учета за потреблением электроэнергии представлена на рисунках 2.1, 2.2, 2.3.

Рисунок 2.1 – Структурная схема многотарифного электронного однофазного счетчика электроэнергии с интерфейсом RS-485

Рисунок 2.2 – Структурная схема концентратора RS485

Рисунок 2.3 – Структурная преобразователя RS485 в RS232 для подключения к АРМ

2.1.1 Понятия активная, реактивная и полная мощность

Расчет энергии, потребляемой за определенный промежуток времени любой нагрузкой, требует интегрирования текущих значений активных мощностей в течение всего времени измерения. В электромеханических СЭ это осуществляется механическим счетчиком. В цифровых СЭ необходимо реализовать постоянное суммирование вычисленной величины активной мощности за определенные промежутки времени.

В общем случае, значение потребленной энергии выражается формулой:

(2.1)

где p(t) значение мгновенной мощности в момент времени t; T время измерения.

При синусоидальных формах тока и напряжения в сети

p(t) = u(t) * i(t) = U_msinwt * I_msin(wt + j) = UIcosj UIcos(2wt + j)

(2.2)

где u(t) и i(t) мгновенные значения, соответственно, напряжения и тока в сети; U_m и I_m амплитудные значения напряжения и тока; U и I действующие значения напряжения и тока (U = U_m/ 2; I = I_m/ 2). Интегрирование выражения (2) по периоду дает значение активной потребляемой мощности:

P = UIcosj = Scosj [Вт]

(2.3)

где S = UI полная мощность потребления [ВА].

Реактивная мощность в этом случае определяется следующим образом:

Q = UIsinj = Ssinj [ВАР]

(2.4)

Для вычисления любых мощностей (P, Q, S) в цифровых счетчиках необходимо измерять любые два значения из четырех величин P, Q, S, j. Это принципиально невозможно реализовать в электромеханическом СЭ из-за их конструктивных особенностей.

Из рассмотренных формул следует что для измерения обьема потребленной электроэнергии необходимо измерять моментальные значения тока ( I ) и напряжения ( U).[5]

Для измерения значения потребляемого тока можно использовать в качестве датчика тока один из трех видов датчиков:

— резистивные датчики (токовые шунты);

— датчики тока на эффекте Холла;

— трансформаторы тока;

— волоконно-оптические датчики тока (ВОДТ) на эффекте Фарадея;

— пояс Роговского;

— токовые клещи;

Каждый обладает своими достоинствами и недостатками, которые и ограничивают сферу его применения. Информация о видах датчиков тока указаны в таблице 2.1. [6]

Таблица 2.1

Характеристики датчиков тока

	Токоизмерительные резисторы	Трансформаторы тока	Датчики холла
Измеряемый ток	Постоянный	Переменный	Постоянный и переменный
Диапазон измеряемого тока	До 20 А	До 1000 А	До 1000А
Погрешность измерений	1%	5%	10%
Гальваническая развязка	Нет	Есть	Есть
Вносимые потери	Есть	Есть	Нет
Частотный диапазон	100 КГц	50/60/400 Гц	200 КГц
Относительная стоимость	Низкая	Высокая	Средняя
Требуют внешний источник питания	Нет	Нет	Да

Главным недостатком резистивного датчика тока является необходимость подключать датчик непосредственно в цепь измерения.

Главным недостатком трансформатора тока является измерение только переменных токов промышленной частоты.

Датчик тока на основе эффекта Холла обладает рядом преимуществ, которые заключаются в возможности измерения как постоянных, так и переменных токов, и малых размерах. К их главным достоинствам следует отнести отсутствие вносимых с систему потерь мощности, широкий диапазон частот. Недостатком является необходимость внешнего источника питания и зависимость от температуры.[6]

2.1.2 Выбор счетчика электроэнергии

Выбор счетчика для получения данных требуется осуществить исходя из следующих характеристик:

- Требуется, чтобы счетчик потребления электрической энергии учитывал не только активную составляющую электроэнергии, так же реактивную составляющую, так как на многих предприятиях идет потребление по обеим составляющим электрической энергии;

- Следует выбирать счетчик электроэнергии для трехфазных цепей электроэнергии, причиной этого является широкое использование трехфазных цепей питания на производственных предприятиях;

- Следует выбирать счетчики с информационным выходом для подключения счетного устройства к каналу связи стандарта RS485 с целью передачи по нему информации о потреблении, а так же информации о идентификатора счетного устройства;

Рассмотрим два счетчика электроэнергии российского производства: Меркурий 230 AR-01 R а так же Энергомера CE303 R33 745-JАZ.

Рассмотрим характеристики Меркурий 230 AR01R.[7]

Данный счетчик предназначен для учета активной и реактивной электрической энергии и мощности в одном направлении в трехфазных 3-х и 4-х проводных сетях переменного тока частотой 50 Гц через измерительные трансформаторы тока или непосредственно с возможностью передачи измерений и накопленной информации об энергопотреблении по цифровым интерфейсным каналам.

Эксплуатируются автономно или в составе любых информационно-измерительных систем технического и коммерческого учёта.

Счетчики обеспечивают:

· Учет активной и реактивной электроэнергии в однотарифном режиме суммарно по всем фазам или учёт активной энергии в каждой фазе по отдельности (опционально).

· Измерение мгновенных значений активной (P), реактивной (Q) и полной (S) мощности по каждой фазе и по сумме фаз. Определение направления вектора полной мощности;

· измерение пофазно: тока (I), напряжения (U), частоты (F), cos fi, углов между фазными напряжениями.

· Возможно управление внешними устройствами отключения/включения нагрузки потребителя через программируемый импульсный выход.

· Передача результатов измерений по силовой сети 220/380В (только потреблённая энергия), интерфейсам CAN, RS-485 (все доступные данные).

Программирование счётчиков в режим суммирования фаз " по модулю" для предотвращения хищения электроэнергии при нарушении фазировки подключения токовых цепей счётчика.

Технические особенности:

· класс точности 0.5S, 1.0

· интерфейсы: RS-485, CAN, PLC;

· измерение параметров сети ( I, U, F, P, Q, S, cos fi);

На ЖК-индикаторе данного счетчика выводятся следующие значения:

· значение потреблённой активной и реактивной электрической энергии нарастающим итогом с точностью до сотых долей кВт*ч и кВар*ч;

· фазное напряжение и ток в каждой фазе;

· измеренное значение активной, реактивной и полной мощности (время интеграции 1 с ) как по каждой фазе, так и суммарную по трем фазам с индикацией квадранта, в котором находится вектор полной мощности;

· коэффициент мощности по каждой фазе и суммарный по трем фазам;

· углы между фазными напряжениями;

· частоту сети;

· текущее время и дату;

· параметры модема силовой сети;

· пиктограмма уровня сигнала модема;

Данная модель счетчика обеспечивает считывание внешним компьютером через интерфейс «CAN» или «RS-485» параметров и данных. Доступность программирования и считывания информации указаны в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Параметры, доступные программированию и считыванию.

Параметры	Программирование	Считывание
учтённой активной и реактивной энергии прямого направления нарастающим итогом		+
Параметров обмена по интерфейсам (запрещено для инфракрасного порта)
- скорости обмена;	+	+
- контроля чётности/нечётности;	+	+
- множителя длительности системного тайм-аута;	+	+
смену паролей первого (потребителя) и второго (продавца) уровня доступа к данным	+
Вспомогательных параметров:
- мгновенных значений (со временем интегрирования 1 с) активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз; с указанием направления (положения вектора полной мощности);		+
- действующих значений фазных напряжений и токов по каждой из фаз;		+
- коэффициентов мощности по каждой фазе и по сумме фаз с указанием направления (положения вектора полной мощности);		+
- углов между фазными напряжениями;		+
- частоты сети;		+
- мгновенных значений (со временем интегрирования 1 с) активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз; с указанием направления (положения вектора полной мощности);		+
Индивидуальных параметров счётчика:
- сетевого адреса;	+	+
- серийного номера;		+
- даты выпуска;		+

Параметры	Программирование	Считывание
- местоположения счётчика;	+	+
- класса точности по активной энергии;		+
- класса точности по реактивной энергии;		+
- признака суммирования фаз (с учётом знака/по модулю);	+	+
- номинального напряжения;		+
- номинального тока;		+
- коэффициента трансформации по напряжению;	+	+
- коэффициента трансформации по току;	+	+
- постоянной счётчика в основном режиме;		+
- температурного диапазона эксплуатации;		+
- режима импульсных выходов (основной/поверочный);	+	+
- версии ПО;		+
- режима (разрешения/запрета) контроля за превышением установленного лимита активной энергии;	+	+
- значения установленного лимита мощности;	+	+
- значений установленного лимита энергии отдельно для каждого из четырёх тарифов;	+	+
- режима импульсного выхода (выводы 21, 26) (телеметрия/режим управления блоком отключения нагрузки);	+	+
- режим управления блоком отключения нагрузки (нагрузка включена/выключена);	+	+
словосостояния самодиагностики счётчика.		+

Интерфейс PLC обеспечивает:

Передачу следующей информации о потреблённой электроэнергии нарастающим итогом:

- младшие четыре разряда текущих показаний накопленной энергии в кВт*ч с точностью до 1 кВт*ч;

- общий итог по сумме тарифов зафиксированный счётчиками на момент прихода команды точного среза с точностью до 0.01 кВт*ч вне зависимости от того в одно- или многотарифном режиме работает счётчик.

Счётчик с литерой " М" оснащён модемом PLС-I новой ревизии (PLC-I+). В отличии от прежней модификации дополнительно возможна передача следующих данных:

- показания учтённой энергии на начало суток в в том виде как они индицируются на ЖКИ счётчика (в виде XXXXXX, xx кВт*ч).

- серийный номер счётчика.

Приём следующей информации:

- сетевой идентификатор встроенного модема;

- команду временного перехода в режим передачи дополнительной информации;

- текущее время и дата;

Значения параметров для счетчиков серии Меркурий 230 указаны в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Значения параметров счетчика.

Наименование параметров	Величины
Класс точности при измерении - активной энергии; - реактивной энергии	0, 5S или 1, 0 1, 0 или 2, 0
Номинальное напряжение, В	357, 7/100 или 3230/400
Номинальный(макс) ток, А	5(7, 5); 5(60); 10(100)
Максимальный ток в течении 0, 5 с, А - для I_ном=5А - для I_ном=10А	150 200
Стартовый ток (чувствительность), А - для I_ном(макс)=5(7, 5)А, U_ном=57, 7 или 230В - для I_ном(макс)=5(60)А, U_ном =230B - для I_ном(макс)=10(100)А, U_ном =230B	0, 005 0, 020 0, 040
Активная / полная потребляемая мощность каждой параллельной цепью счетчика, Вт/ВА не более	0, 5 / 7, 5
Полная мощность, потребляемая цепью тока не более, ВА	0, 1
Полная мощность, потребляемая цепью тока не более, ВА	0, 1
Количество тарифов
Скорость обмена, бит/секунду: - по интерфейсу CAN и RS-485; - через инфракракрасный порт; - через GSM модем;	300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 9600 9600
Передаточное число основного/поверочного выхода, имп/кВт, имп/кВар: для U_ном 57, 7 В, I_ном5 A для U_ном 220 В, I_ном5 A для U_ном 220 В, I_ном10 A для U_ном 220 В, I_ном5 A	5000/160000 1000/32000 500/16000 1000/160000
Сохранность данных при перерывах питания, лет - постоянной информации - оперативной информации	40 10
Защита информации	два уровня доступа и аппаратная защита памяти метрологических коэффициентов
Диапазон температур, °С	от -40 до +55
Межповерочный интервал, лет
Масса, кг	не более 1, 5
Габариты (длина, ширина, высота), мм	25817074
Гарантия производителя, лет

В таблице 2.4 мы видим варианты исполнений счетчиков меркурий серии 230 в 2016 г.

Таблица 2.4

Варианты исполнений в 2016 г.

Условное обозначение счетчика	Номинальное напряжение, В	Номин. (макс.) ток, А	Класс точности активной/ реактивной энергии	интерфейс связи
Меркурий 230 AR-XX R непосредственного и трансформаторного включения
АR-00 R	3*57, 7/100	5(7, 5)	0, 5S / 1, 0	RS485
АR-01 R	3*230/400	5(60)	1, 0 /2, 0	RS485
АR-02 R	3*230/400	10(100)	1, 0 / 2, 0	RS485
АR-03 R	3*230/400	5(7, 5)	0, 5S / 1, 0	RS485
Меркурий 230 AR-XX CL непосредственного и трансформаторного включения cо встроенным модемом PLC для передачи данных по силовой сети
АR-01 СL	3*230/400	5(60)	1, 0 /2, 0	CAN, PLC-I
АR-02 СL	3*230/400	10(100)	1, 0 /2, 0	CAN, PLC-I
АR-03 СL	3*230/400	5(7, 5)	0, 5S / 1, 0	CAN, PLC-I

Обозначение счетчиков:

МЕРКУРИЙ 230AR-XX CRL

Расшифровка обозначения:

МЕРКУРИЙ – торговая марка счётчика;

230 - серия счётчика;

A - измерение активной энергии;

R - измерение реактивной энергии;

XX – модификации, подразделяемые по току, напряжению и классу точности.

Таблица 2.5

Значения модификаций в зависимости от параметров

XX	Номин. напряжение, В	Номин (базовый) ток, А	Макс. ток, А	Класс точности при измерении
активной энергии	реактивной энергии
	3*57, 7(100)		7, 5	0, 5S	1, 0
	3*230(400)			1, 0	2, 0
	3*230(400)			1, 0	2, 0
	3*230(400)		7, 5	0, 5S	1, 0

RCL - интерфейсы, а именно:

- R- интерфейс RS485;

- С- интерфейс CAN;

- L - модем PLC-I.

Отсутствие символа в наименовании счётчика свидетельствует об отсутствии соответствующей функции.

Рассмотрим счетчик электроэнергии от другого производителя - Энергомера CE303-R33.[8] Данный счетчик обеспечивает:

- Хранение данных о почасовых объемах потребленной энергии за последние 148 суток.

- Интервал времени усреднения профилей нагрузки: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60 минут.

- Длительность хранения информации при отключении питании - не менее 10 лет.

- Фиксацию 20 последних корректировок времени, изменения установок времени тарифных зон и перепрограммирования метрологических характеристик счетчика.

- Фиксацию 100 последних пропаданий и выходов за пределы допустимых значений фазных напряжений.

- Индикацию данных на ЖК-индикаторе с заданной периодичностью
(Т=5-255 с) или пролистывание с помощью элементов управления (кнопки) на лицевой панели.

- Управление нагрузкой с использованием УЗО (или внешнего коммутационного аппарата) по команде диспетчера с индикацией режима отключения.

- Сигнализацию отклонения от лимитов по мощности и потреблению, фиксацию максимального значения мощности для каждого тарифа в течение месяца (интервал усреднения - 30 минут) и контроль превышения лимита для выдачи счетчиком команды на срабатывание внешнего реле сигнализации.

- Защиту от внешних воздействий:

1) при наличии постоянной составляющей в сети;

2) при воздействии переменного магнитного поля;

3) при воздействии постоянного магнитного поля 200 мТ;

4) при изменении направления тока в фазах (вход-выход счетчика).

- Обеспечение питания как от фазного напряжения (наличие 1 фазы), так и от линейного (обрыв нуля).

- Предусмотрена защита памяти данных и памяти программ от несанкционированных изменений с помощью кнопок или по интерфейсу (два пароля для двух уровней доступа, аппаратное разрешение (кнопка или другое устройство), электронная пломба с фиксацией в журнале событий).

- Контроль обрывов фазных и нулевого проводов на участках линии от трансформаторной подстанции до счетчика, с последующей сигнализацией об авариях на ЛЭП (в исполнениях счетчиков с модулем GSM).

- Задание лимитов по превышению потребляемых токов, с фиксацией в журнал событий и сигнализацией о превышении верхнего лимита.

Нормативно-правовое обеспечение:

1) ГОСТ 31818.11-2012 (IEC 62058-11-2012)

2) ГОСТ 31819.21-2012 (IEC 62058-21-2012)

3) ГОСТ 31819.22-2012 (IEC 62053-22: 2003)

4) ГОСТ 31819.22-2012 (IEC 62053-22: 2003)

5) Сертифицирован и внесен в Государственный реестр средств измерений

РФ.

Характеристики надежности:

- Средняя наработка на отказ - 220 000 часов.

- Средний срок службы - 30 лет.

- Межповерочный интервал - 10 лет.

- Гарантийный срок (срок хранения и срок эксплуатации суммарно) — 4 года с даты выпуска.

Функциональные возможности

- Счетчик обеспечивает учет и вывод на индикацию:

1) количества потребленной и отпущенной активной и реактивной энергии раздельно и нарастающим итогом суммарно по четырем тарифам на конец месяца и за 12 предыдущих месяцев;

2) графиков активных и реактивных мощностей потребления, усредненных на заданном интервале времени (30 минут) не менее 75 суток; значение активной и реактивной мощности, усредненное за прошедший трехминутный минутный интервал;

3) количества потребленной активной и реактивной электроэнергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по 4-м тарифам на конец суток и за предыдущие 44 суток;

4) действующего тарифа и направления электроэнергии (отпуск, потребление);

5) максимальное значение активной и реактивной мощности, усредненной на 30-минутном интервале, за текущий и прошедших 12 месяцев раздельно по четырем тарифам.

- Счетчик измеряет и показывает:

1) среднеквадратические значения фазных напряжений и токов;

2) активную и реактивную мощность.

- Предусмотрена возможность задания следующих параметров:

1) текущего времени и даты;

2) разрешение/запрет перехода на " летнее" время (с заданием месяцев перехода на " зимнее", " летнее" время);

3) до 12-ти дат начала сезона;

4) до 12-ти зон суточного графика тарификации и до 36-ти графиков тарификации;

5) до 32-х исключительных дней (дни, в которых тарификация отличается от общего правила и задается пользователем);

6) коэффициентов трансформации тока и напряжения;

7) лимитов по потреблению и мощности с процентом превышения для работы сигнализации по каждому тарифу.

Особенности электросчетчика:

- Наличие оптического интерфейса.

- Интерфейс RS485.

- Управление нагрузкой с использованием внешнего коммутационного устройства.

- Для монтажа на плоскую поверхность счетчик комплектуется специальной крышкой закрывающей доступ к тоководам.

- Сигнализация об отклонении от лимитов по мощности и потреблению.

- Защита памяти данных и памяти программ от несанкционированных изменений (пароль счетчика, аппаратная блокировка).

- Устойчивость к климатическим, механическим и электромагнитным воздействиям.

В таблице 2.6 рассмотрены показатели и их величины для электросчетчиков Энергомера серии СЕ303.

Таблица 2.6

Показатели электросчетчиков серии Энергомера СЕ303 и их величины

Показатели	Величины
Класс точности при измерении активной/реактивной энергии	0, 5S/0, 5; 1/1
Число тарифов
Частота измерительной сети, Гц	50±2, 5
Номинальное напряжение, В	3х230/400
Базовый (максимальный) ток, А	5(10); 5(60); 5(100)
Стартовый ток (чувствительность): - для электросчетчиков непосредственного включения, мА - для электросчетчиков трансформаторного включения, мА	20
Потребляемая мощность параллельной цепи, не более, В*А (Вт)	9, 0 (0, 8)
Полная потребляемая мощность последовательной цепи, не более, В*А	0, 1
Глубина хранения суточных энергий, накопленных по тарифам	129 суток
Количество профилей нагрузки	до 4 (P+, P-, Q+, Q-)
Время усреднения профилей R_н, мин	1; 2; 3; 4; 5; 6; 10; 12; 15; 20; 30; 60
Глубина хранения каждого профиля, суток	255 суток (при времени усреднения 60 минут)
Диапазон рабочих температур, °С	от - 40 до + 60
Диапазон рабочих фазных напряжений	(0, 75 … 1, 15) Uном
Габаритные размеры, не более, мм	72, 5 х 143 х 151, 5
Масса, не более, кг
Степень защиты по ГОСТ 14254-96	IP50

Рисунок 2.4 Расшифровка названия счетчиков

На рисунке 2.4 Расшифрована полное полного наименования электронных счетчиков серии СЕ303.

Таблица 2. 7

Сравнительная таблица электросчетчиков Меркурий 230 AR-01 R и

Энергомера CE303 R33 745-JАZ

Характеристика	Меркурий 230 AR-01 R	Энергомера CE303 R33 745-JАZ
Учет активной и реактивной мощности	+	+
Наличие канала RS485 для передачи данных	+	+
Класс точности (активной/реактивной энергии)	1, 0/2, 0	1/1
Номинальный (максимальный) ток, А	5(60)	5(60)
Номинальное напряжение, В	3х230/400	3х230/400
Тарифность
Средняя наработка на отказ, часов
Средний срок службы, лет
Межповерочный интервал, лет
Стоимость изделия, руб

Исходя из характеристик данных моделей счетчиков более целесообразным будет использование в автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии счетчиков производителя Энергомера, семейства СЕ303 полное наименование Энергомера CE303 R33 745-JАZ. Как видно из таблицы 2., по характеристикам и функционалу, необходимому в моем проекте, счетчики Энергомера и Меркурий имеют небольшую разницу, хотя СЕ303 обойдется дороже, но при этом у нее как видно их таблицы 2. Почти в 3 раза больше наработка на отказ, а так же класс точности имеет значение 1/1 для значений активной и реактивной мощности.

2.1.3 Выбор стандарта для обмена данными

В первой части к электронным счетчикам предъявлялись требования наличия возможности передачи данных по каналу RS485. Далее разберем, почему же именно этот стандарт я выбрал для связи устройств.

Рассмотрим два стандарта физического уровня для обмена данными: RS 485 и RS422 в таблице 2.8[9]

Таблица 2.8

Отличия стандарта RS422 и RS485.

Стандартные параметры интерфейсов	RS-422	RS-485
Допустимое число передатчиков / приемников	1 / 10	32 / 32
Максимальная длина кабеля	1200 м	1200 м
Максимальная скорость связи	10 Мбит/с	10 Мбит/с
Диапазон напряжений " 1" передатчика	+2...+10 В	+1.5...+6 В
Диапазон напряжений " 0" передатчика	-2...-10 В	-1.5...-6 В
Диапазон синфазного напряжения передатчика	-3...+3 В	-1...+3 В
Допустимый диапазон напряжений приемника	-7...+7 В	-7...+12 В
Пороговый диапазон чувствительности приемника	±200 мВ	±200 мВ
Стандартные параметры интерфейсов	RS-422	RS-485
Максимальный ток короткого замыкания драйвера	150 мА	250 мА
Допустимое сопротивление нагрузки передатчика	100 Ом	54 Ом
Входное сопротивление приемника	4 кОм	12 кОм
Максимальное время нарастания сигнала передатчика	10% бита	30% бита

Стандарт RS485 определяет, что соединение между передающим и принимающим устройствами осуществляется с помощью двух или трех проводов: провод с данными, провод с инвертированными данными и, часто, нулевой провод (земля, 0 В). Два провода с данными представляют собой витую пару, которая заключена в металлический экран, который представляет собой нулевой провод. Использование такого кабеля позволяет уменьшить влияние помех и шумов.

Данные по линии пересылаются в виде последовательности импульсов высокого и низкого уровня. Считается, что по линии передается импульс высокого уровня в том случае, когда провод с данными находится под положительным потенциалом относительно провода с инвертированными данными. Аналогично считается, что по линии передается импульс низкого уровня в том случае, когда провод с данными находится под отрицательным потенциалом относительно провода с инвертированными данными. В некоторых системах нулевой провод используется только в качестве экрана и не подключается к схеме принимающего устройства.

Метод передачи, при котором по одному проводу пересылается нормальный сигнал, а по другому - инвертированный, называется балансированной передачей. Для декодирования сигнала принимающее устройство оценивает разность потенциалов между этими двумя проводами. Любое внешнее воздействие на кабель (электромагнитное и т.п.) будет в одинаковой мере влиять на оба провода, а следовательно будет игнорироваться принимающим устройством.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒