Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подключение счетчиков с модемами plc

Сюиты для счетчика и сети: PLC-решения от ON Semi и STMicro

1 сентября 2011

В связи с массовым применением счетчиков и расходомеров, особенно в системах ЖКХ, в последнее время особенно остро стоит задача сбора информации с них и централизованного расчета стоимости услуг. Для счетчиков расхода воды, газа или тепла наиболее разумным является создание автономных устройств на базе микроконтроллеров (МК) со сверхнизким энергопотреблением (например, серий MSP430 от TI или STM8L от ST) и питанием от мощных литиевых батарей, и их объединение в беспроводные сети, например, на основе протокола ZigBee. Для счетчиков электроэнергии на сегодняшний день существует изящное решение в виде использования осветительной сети как для питания самих счетчиков, так и для PLC-передачи данных(Power-Line-Carrier, PLC). Для управления обменом данными ряд производителей выпускает специальные устройства — PLC-модемы.

Пример построения PLC-сети

Рассмотрим пример построения домовой сети счетчиков электроэнергии на базе PLC-модемов AMIS-49587 компании ON Semiconductor и микроконтроллеров компании Freescale (рис. 1).

Рис. 1. Блок-схема PLC-сети на базе МК Freescale и модемов AMIS-49587

Счетчик электроэнергии построен на базе специализированного микроконтроллера K51P100M100SF2 с ядром Cortex-M4 семейства Kinetis компании Freescale для применения в датчиках. МК имеет встроенный драйвер символьного ЖКИ, экономичный интерфейс сенсорного экрана (TSI). Периферия включает: два 16-разрядных АЦП с программируемым (до 64) усилителем на входе; два ОУ; два трансимпедансных усилителя; три аналоговых компаратора; ИОН; контроллер SDHC.

Шлюз к сети Ethernet реализован на МК K60P100M100SF2 с ядром Cortex-M4 семейства Kinetis компании Freescale с интерфейсами, позволяющими подключить его к любому драйверу PHY-уровня. Микроконтроллер содержит аппаратные блоки вычисления CRC, генератор случайных чисел, криптографический модуль с алгоритмами DES, 3DES, AES, MD5, SHA-1, SHA-256 и имеет 128-разрядный уникальный идентификатор (ID). Все это повышает защищенность канала обмена данными.

Шлюз к беспроводной сети реализован на МК MC13233C компании Freescale, представляющем собой дешевую платформу для организации беспроводных сетей в стандарте IEEE 802.15.4. MC13233C имеет SoC-архитектуру и построен на базе классического для Freescale ядра HCS08 и приемопередатчика на диапазон 2,4 ГГц; поддерживает протокол ZigBee.

Все блоки соединены в PLC-сеть с помощью модемов AMIS-49587.

PLC-модем AMIS-49587 компании ON Semiconductor

Микросхема AMIS-49587 компании ON Semiconductor представляет собой полнофункциональный полудуплексный PLC-модем на базе процессора с ядром ARM7TDMI для передачи данных по силовым сетям с частотой 50 и 60 Гц с низким и средним напряжением, и использует расширенную частотную модуляцию несущей (S-FSK) для надежного обмена данными. Микросхема поддерживает все уровни протокола от физического до MAC и удовлетворяет спецификациям IEC 61334-5-1 и CENELEC EN 50065-1. Использование модуляции S-FSK позволяет передавать сигнал на большие расстояния. Для повышения надежности обмена данными используется алгоритм дублирования информации. Основные параметры AMIS-49587 представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры AMIS-49587

Параметр Значение
Частота сети, Гц50/60
Поддержка стандартовIEC 61334-5-1 и CENELEC EN 50065-1
Поддержка уровней протоколаот PHY до MAC
Частоты передачи9…95 кГц; шаг 10 Гц
Вид обменаполудуплекс
Скорость обмена300 – 600 – 1200 – 2400 Бод (50 Гц) 360 – 720 – 1440 – 2880 Бод (60 Гц)
Синхронизация с силовой сетьюесть
Контроль передачиалгоритм повторных посылок
Интерфейс к прикладному процессору, кБодSCI скорость обмена 4,8 – 9,6 – 19,2 – 34,4
Напряжение питания, В3,3
Температурный диапазон, °C-40…80
Читайте так же:
Крутой счетчик для сайта

Модем AMIS-49587 выполнен по технологии смешанной обработки сигналов компании ON Semiconductor и объединяет в одной ИС как аналоговые, так и цифровые блоки. Напряжение питания составляет 3,3 В. Температурный диапазон -40…80°C.

Основными областями применения микросхемы являются: чтение информации с удаленных датчиков; охранная сигнализация; управление уличным освещением; тревожная сигнализация (пожар, утечка газа или воды). Типовая схема датчика на базе модема AMIS-49587 показана на рис. 2.

Рис. 2. Типовая схема датчика на базе модема AMIS-49587

Модем работает в полудуплексном режиме с S-FSK-модуляцией и с синхронизацией относительно силовой сети. Скорость обмена данными выбирается из ряда 300-600-1200-2400 Бод (для 50 Гц сетей) или 360-720-1440-2880 Бод (для 60 Гц сетей). В обоих случаях, это соответствует передаче 3, 6, 12 или 24 бит данных за один полупериод частоты силовой сети.

S-FSK — это техника модуляции и демодуляции, которая объединяет ряд преимуществ классических широкополосных систем (например, защищенность от источников узкополосных помех) с преимуществами классических FSK-систем (простота). Передатчик использует частоту fS для кодирования «0» и частоту fM для кодирования «1». Различие между S-FSK и классической FSK заключается в том, что fS и fM больше разнесены по частоте, что делает качество их передачи независимым друг от друга (при этом как величина интерференции, так и ослабление сигнала оказываются независимыми от частот). Пары частот, поддерживаемые AMIS-49587, находятся в диапазоне 9…95 кГц с шагом 10 Гц.

Фильтрация и преобразование сигнала осуществляются аналоговым модулем схемы, а дальнейшая его обработка и расшифровка протокола — цифровым способом. Обмен данными с приложением выполняется по последовательному интерфейсу. Цифровая обработка сигнала распределяется между аппаратными блоками и микропроцессором, управляемым firmware. Если время обработки сигнала критично, то функции обработки должны быть возложены на соответствующее аппаратное обеспечение. В остальных случаях можно использовать встроенный микропроцессор с ядром ARM-7TDMI.

Процессор выполняет алгоритмы цифровой обработки сигнала (DSP) и одновременно поддерживает протокол обмена данными, который в рассматриваемом приложении содержит уровень управления доступом к среде (MAC). Программа, выполняемая микропроцессором, хранится в ПЗУ (ROM). Рабочие данные, необходимые для обработки, размещаются во внутреннем ОЗУ (RAM).

Связь с прикладным микроконтроллером осуществляется через последовательный интерфейс SCI, который работает по двум линиям: TXD и RXD. Скорость обмена выбирается из ряда 4,8-9,6-19,2-34,4 кБод с помощью установки двух битов (BR0, BR1).

Читайте так же:
Как сделать счетчик для нового года

Поскольку нижние уровни протокола поддерживаются аппаратно, AMIS-49587 обладает инновационным архитектурным разделением функций. Благодаря этому разработчик получает преимущества использования высокоуровневого интерфейса в PLC-среде. По сравнению с интерфейсами физического уровня AMIS-49587 обеспечивает более быструю разработку приложений. Пользователю остается всего лишь переслать сырые данные в AMIS-49587 и не беспокоиться о деталях протокола обмена данными, реализация которого обычно составляет до 50% стоимости разработки приложения.

Основные режимы работы

Микросхемы AMIS-49587 разрабатывались для подключения оборудования по DLC-протоколу и могут работать в двух основных и двух вспомогательных режимах:

Счетчик электроэнергии ISKRA ME381-D1 5(85)A с PLC-модемом однофазный многотарифный

Показать оптовые цены

    • Нет в наличии
    • Оптом и в розницу
    ДеньВремя работыПерерыв
    Понедельник09:00 — 18:00
    Вторник09:00 — 18:00
    Среда09:00 — 18:00
    Четверг09:00 — 18:00
    Пятница09:00 — 18:00
    СубботаВыходной
    ВоскресеньеВыходной

    * Время указано для региона: Украина, Харьков

    Условия возврата и обмена

    Компания осуществляет возврат и обмен этого товара в соответствии с требованиями законодательства.

    Сроки возврата

    Возврат возможен в течение 14 дней после получения (для товаров надлежащего качества).

    Обратная доставка товаров осуществляется по договоренности.

    Условия возврата для товаров надлежащего качества Компания осуществляет возврат и обмен товаров надлежащего качества и возврата денег за продукцию ненадлежащего качества согласно Закону «О защите прав потребителей». Возврат и обмен товаров возможен в течение 14 дней после получения товара покупателем. Обратная доставка товаров осуществляется по договоренности. Мы обменяем/вернем деньги за 100% исправный товар, если: • товар не был в использовании; • сохранен его товарный неповрежденный незагрязненный вид, его потребительские свойства, пломбы, ярлыки, паспорт, обязательно целая и без надписей упаковка с полной комплектацией, указанной в технической документации (техпаспорте). Мы обменяем/вернем деньги за неисправный товар, во всех случаях, кроме: • если в результате проведения экспертизы будет установлено, что неисправности возникли в результате нарушения покупателем правил пользования и/или правил хранения товара;

    Электросчетчики электронные 1-фазные многотарифные с PLC-модемом ISKRA ME381-D1 5(85)A (з вбудованим силовим розмикачем) микропроцессорные двунаправленные прямого подключения предназначены для измерения активной и реактивной электрической энергии, активной мощности, частоты напряжения, силы тока в однофазных двухпроводных цепях переменного тока и организации многотарифного учета электроэнергии с передачей накопленной информации через оптопорт, интерфейс RS485, M-bus, PLC модемы. Устанавливается в щиток. Однофазные счетчики МЕ381 – оптимальное по стоимости решение для интеллектуальных бытовых систем и небольших промышленных объектов.

    Электросчетчик Iskra ME381 спроектирован и изготовлен согласно стандарту ISO9001 и ISO14001. Электросчетчик обеспечивает учет параметров электрической энергии гораздо лучше, чем требуется в европейском стандарте IEC 62053-21! Абсолютно надежен и выполнен с защитой от грязи и пыли по классу IP54.

    Высочайшее качество и надежность на долгие годы!

    Функциональные возможности счетчика электроэнергии Iskra ME381-D1 5(85)A с PLC-модемом:

    Измерение энергии

    Читайте так же:
    Установка счетчиков бух учет

    Измерение активной энергии в двух направлениях, реактивной энергии в двух направлениях и по 4 квадрантам.
    Измерение активной, реактивной, полной энергии и мощности, а также мгновенных значений фазных напряжений, токов, частоты и коэффициента мощности.
    Возможность регистрации суммы принятой и отданной энергии и мощности.
    Непосредственное или полукосвенное подключение.

    Многотарифный учет

    Возможность использования тарифного расписания для регистрации активной энергии и максимальной мощности (8 тарифов, 12 сезонов, 12 недельных программ, 16 масок, 16 переключателей).

    Регистрация профиля нагрузки

    Два независимых профиля нагрузки для получасовых и суточных значений. Каждый профиль может регистрировать до 32 параметров.
    Четыре отдельных профиля для счетчиков энергоресурсов, подключаемых по последовательной шине M-bus.Возможность учета различных энергоносителей (газ, вода, тепло).
    Семь журналов событий.
    Удаленное управление нагрузкой.Получение любых данных от счетчика по запросу оператора;

    Возможности коммуникации

    Полное соответствие требованиям стандартов IEC 1107 и DLMS-COSEM.
    Соответствие спецификации IDIS.
    Четыре независимых цифровых интерфейса:
    – Оптический порт
    – Порт RJ11 для подключения адаптера беспроводного выносного дисплея
    – Последовательная шина M-bus
    – встроенный PLC-модем

    Контроль качества электроэнергии

    Регистрация перенапряжений, пропаданий и просадки напряжения; регистрация суточных минимумов и максимумов напряжения; регистрация несимметрии напряжений и токов.

    Основные возможности Iskra ME381:

    Жидкокристаллический дисплей с подсветкой.
    Фиксация фактов вскрытия крышки счетчика и крышки клеммной колодки.
    Детектор внешнего магнитного поля.
    Фиксация обрыва фазного или нейтрального провода.
    Функции предварительной оплаты.
    Поддержка выносного дисплея.
    Контроль качества электроэнергии.
    Возможность использования с источниками возобновляемой энергии.
    Защита каналов передачи данных. Защита данных посредством аутентификации и шифрования.
    Возможность подключения внешнего трехфазного размыкателя нагрузки (3×100 A)
    Возможность удаленного апгрейда микропрограммы счетчика.
    Клеммник BS / DIN

    Дополнительные возможности Iskra ME381:

    Часы реального времени с резервным питанием от суперконденсатора или литиевой батареи.
    Возможность подключения адаптера беспроводной шины M-Bus.
    Возможность подключения адаптера беспроводной сети ZigBee
    Аварийная сигнализация
    Степень защиты корпуса ― IP54

    Характеристики надежности электросчетчика ISKRA ME381:

    -Минимальная наработка на отказ — 160 000 часов
    -Межповерочный интервал — 6 лет
    -Средний срок службы — 30 лет
    -Гарантийный срок —24 мес

    PLC? Учет в любой системе!

    Учесть всю электроэнергию, не потеряв ни киловатта? Забыть о многомиллионных убытках? Мечта?

    Главное – надежность!

    Концерн «Энергомера» – отечественный производитель современных приборов, вот уже много лет успешно разрабатывающий системы дистанционного сбора информации об энергопотреблении. Благодаря широкому диапазону технических средств, производимых концерном, возможны многочисленные варианты построения АСКУЭ с различными каналами связи. Зачастую под каждый конкретный проект предлагается структура построения связи со своими особенностями.

    Не можете решить, какая система станет оптимальным решением именно для вас? Попробуйте автоматизированную систему на основе PLC-технологий!

    Надежная связь, или что такое PLC

    PLC-связь (или связь по низковольтной сети) осуществляется непосредственно по сетевым проводам 0,4 кВ. Это своеобразная трасса для передачи данных от счетчика к пульту контролера. В России использование PLC-технологий при построении АИИС КУЭ особенно актуально и перспективно – ведь именно в нашей стране самая высокая в мире протяженность низковольтных линий энергоснабжения.

    Читайте так же:
    Зож счетчик нормы калорий

    Система передачи информации по PLC-связи позволяет в режиме реального времени считывать показания счетчиков как с частных, так и с многоквартирных домов, включенных в АИИС КУЭ. При этом контролеру вовсе не требуется доступ в помещение – необходимая информация автоматически или по запросу передается на необходимый уровень АИИС КУЭ, размещенный в энергосбытовой компании. Кроме того, использование PLC-технологий дает возможность выявлять факты хищений электроэнергии, сообщать о них и при необходимости дистанционно отключать неплательщиков.

    PLC-связь применима для построения АСКУЭ разного типа…

    …В коттеджном поселке, многоэтажном доме и для общедомового учета

    Успешность и окупаемость АИИС КУЭ во многом зависят от выбора оборудования. Эффективная автоматизированная система базируется на многофункциональных счетчиках электроэнергии с цифровым интерфейсом и надежных комплексах технических средств АСКУЭ. Именно такие системы создают специалисты концерна.

    1) Однофазные счетчики электроэнергии

    Специально для построения АИИС КУЭ в жилых массивах специалисты концерна разработали однофазный многотарифный счетчик электроэнергии СЕ102 со встроенным PLC-модемом. Новый прибор устанавливается на вводе жилых коттеджей либо в этажных (квартирных) щитах жилых зданий.

    СЕ102 отвечает классу точности 1,0. Электронная пломба для контроля вскрытия корпуса обеспечивает защиту счетчика от «доработок» и изменений подключения. Кроме того, СЕ102 надежно защищен от влияния постоянной составляющей в токе нагрузки, что обеспечивает дополнительный учет выработанной электроэнергии, ранее уходившей в потери.

    2) PLC-модем и УСПД

    Благодаря стационарным PLC-модемам СЕ832С4, установленным на каждой из фаз питающих линий, информация от счетчиков абонентов по низковольтным электрическим сетям (0,38 кВ) автоматически передается на устройство сбора и передачи данных УСПД-164‑01М. При построении автоматизированной системы коттеджного поселка УСПД размещаются в трансформаторной подстанции, многоэтажного жилого дома – в помещении электрощитовой в шкафу АСКУЭ.

    УСПД-164-01М выполняет функцию синхронизации времени в подключенных счетчиках, а также обеспечивает Центру сбора и обработки информации (ЦСОИ) доступ к накопленным данным. Сбор информации на УСПД 164-01М осуществляется по локальной промышленной шине EIA485.

    3) Трехфазные счетчики электроэнергии

    Многотарифные счетчики электроэнергии СЕ303 (СЕ301) «Энергомера», оснащенные PLC-модемами, имеют класс точности 0,5 (1,0) и обеспечивают суммарный учет по каждой отходящей линии, а также учет расхода электроэнергии на освещение мест общего пользования и эксплуатацию лифтовых систем в многоквартирных домах. Для этого счетчики СЕ303 (СЕ301) устанавливаются в помещении трансформаторной подстанции или в помещениях вводных распределительных устройств.

    Отличительной особенностью предлагаемого решения является наличие встроенного механизма автоматической ретрансляции данных в сети 0,4 кВ (до 7 уровней), при котором каждый счетчик может являться ретранслятором.

    Для осуществления программирования приборов учета и обеспечения функции управления нагрузкой используется технологическое программное обеспечение AdminTools.

    Схемы подключения АСКУЭ

    Технические особенности внедрения системы зависят от задач и целей, установленных потребителем.

    Читайте так же:
    Добавить пользователя яндекс счетчик

    «Классический» вариант использования АСКУЭ представляет собой простейшую трехуровневую схему.

    Рис №1. Простейшая трехуровневая схема сбора информации

    Три уровня АСКУЭ:

    1. Первый уровень состоит из трансформаторов тока и напряжения служащих для измерения параметров и электронных счетчиков электрической энергии;
    2. Второй уровень включает в свой состав устройство сбора, обработки и передачи данных;
    3. Третий уровень оборудован компьютером с программным обеспечением АСКУЭ.

    Рис №2. Структурно-функциональная схема АСКУЭ

    В жилом секторе в домах или на любом другом объекте производится установка счетчиков со встроенными или переносными PLC-модемами, производящими один раз в сутки или более, действия по сбору и передаче информации на концентратор, или УСПД (устройство сбора и передачи данных), материал архивируется и хранятся в памяти течении года. Устройство выполняет роль сервера с PLC-портами, отстроенными на прием информации и на передачу синхросигнала.

    Концентраторы монтируются в закрытом распредустройстве (ЗРУ) трансформаторной подстанции, или в местах с возможным подключением к трехфазной линии электропередачи (ЛЭП).

    УСПД подключается к операторной станции по сети USB или RS-485, программное обеспечение диспетчерского пункта может выводить таблицы с данными за настоящий и прошлый месяцы, может, обозначать эти показания под именем абонента, работает с таблицами в Excel, как правило, этого бывает достаточно при использовании программы.

    Для отправки показаний в головную организацию по энергосбыту программное обеспечение делает выгрузку в XVL формате.

    Большие и разветвленные системы АСКУЭ решают следующие проблемы:

    1. Доставка информации осуществляется по внутренней корпоративной сети в любую точку, применяя стандартный ТСП/IPпротокол.
    2. Осуществление автоматической синхронизации материалов по потреблению электроэнергии и мощности объектов, с привязкой к астрономическому времени на компьютерах по сигналам от GPS.
    3. Объединение данных от различных устройств с применением стандарта ОРС, к примеру драйверы для микропроцессорных электронных счетчиков.
    4. Хранение информации на программном обеспеченииORAKLEи связь с корпоративной информационной системой (КИС).
    5. Создание информативных отчетов в формате HTMLс возможностью размещения их на Webсервере, с возможностью получения информации обычным пользователем.

    Рис №3. многоуровневая иерархическая система сбора и передачи информации

    На каждом иерархическом уровне производится обработка собираемого материала по сумме объемов использованной электроэнергии по всем строкам тарифного меню и по всем электроснабжающим организациям. Все уровни иерархии могут выдать данные по объему энергопотребления и использованной мощности. На всех уровнях иерархии имеются шлюзы для передачи нужной информации в корпоративную информационную систему.

    Верхний уровень включает сбор и обработку информации АСКУЭ (ЦСОИ) центр сбора, хранения и обработки информации.

    Средний уровень объединяет точки сбора и обработки информации АСКУЭ отдельных организаций.

    Рис 3. Схема сбора информации с обособленных подразделений

    Нижний, третий уровень представляет АСКУЭ энергообъекта (ЗРУ электроподстанций)

    Рис №5. Схема передачи и сбора информации в пределах объекта

    В пределах каждого объекта АСКУЭ собирает информацию в соответствии со стандартом EIARS-145

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию