This page has been robot translated, sorry for typos if any. Original content here.

§ 14 Принцип дії електронного лічильника А100


Пристрій і робота основних елементів

Електронний модуль лічильника

У исокая точність вимірювань активної енергії досягнута використанням спеціальної вимірювальної ІС, що включає в себе «дельта-сигма» перетворювачі (АЦП) для вхідних сигналів струму і напруги, з високостабільним опорною напругою і кварцовим генератором, а також цифровий сигнальний процесор (DSP). Вихідні сигнали двох «дельта-сигма» перетворювачів надходять в цифровий сигнальний процесор (DSP), де обробляються і перемножуються. В результаті на виході цифрового сигнального процесора (DSP) формуються імпульси з частотою пропорційно спожитої потужності. Також цифровий сигнальний процесор управляє процесом виділення і фільтрації можливої постійної складової сигналів струму і напруги. Підрахунок імпульсів видаються цифровим сигнальним процесором виробляє мікроконтролер з подальшим збільшенням регістру активного тарифу і збереженням (записи) даних в незалежній пам'яті EEPROM. Мікроконтролер є важливою ланкою між мікропроцесором і периферійними пристроями схеми, керуючи роботою рідкокристалічного дисплея (РКІ), світлодіодного індикатора LED, IrDA порту і імпульсного виходу.

Використовувані для необхідних обчислень постійні калібрування завантажуються в лічильник на заводі і зберігаються в незалежній пам'яті EEPROM разом з конфігурацією.

У кола струму лічильника використовується низькоомний шунт з опором не більше 0,6 мОм. Напруга перед надходженням на вхід «дельта-сигма» перетворювача проходить через ряд високолінійних резистивних подільників напруги.

Всі основні електронні елементи лічильника розташовані на одній друкованій платі з планарно-поверховим і наскрізним монтажем. на друкованій платі встановлені наступні компоненти:

  • вимірювальна ІС (вимірювальний чіп)

  • мікроконтролер

  • пам'ять EEPROM

  • резистивні подільники напруги

  • «Дельта-сигма» перетворювачі струму і напруги (АЦП)

  • блок живлення

  • IrDA порт

  • рідкокристалічний індикатор (РКІ)

  • кварцовий генератор (мегагерц діапазону)

  • світлодіодний індикатор LED

Блок-схема лічильника

Мал. 1. Структурна схема лічильника типу А100

Блок живлення

У всіх модифікаціях лічильників А100 встановлено джерело живлення, розрахований на широкий діапазон вхідних напруг живильної мережі - від 184 до 276 В. Для надійного захисту від перевантажень і швидких перехідних сплесків вхідні кола джерела живлення мають нелінійне пристрій придушення, ряд захисних резисторів по току і напрузі, а також фільтр ВЧ.

Вимірювальні датчики напруги

Для отримання високолінейного сигналу напруги і зведення до мінімуму фазового зсуву в широкому динамічному діапазоні використовуються резистивні подільники напруги. Як дільників використовуються високостабільні SMT резистори з мінімальним температурним коефіцієнтом.
Напруга подається безпосередньо на основну плату, де за допомогою резистивних дільників приводяться до необхідного рівня вхідних сигналів для «дельта-сигма» перетворювача вимірювальної ІС (АЦП).
Вимірювальна ІС в складі схеми забезпечує точне вимірювання напруги і струму для використання в розрахунках необхідних величин.

Перетворення і обчислення сигналів

Вимірювальна ІС містить «дельта-сигма» перетворювачі (АЦП) які перетворять вхідні сигнали напруги та струму в цифровий код і цифровий сигнальний процесор (DSP), відповідним чином перемножуються результати АЦП. Далі вимірювальна ІС перетворює енергію в імпульси для мікроконтролера лічильника, який обробляє вхідні імпульси і передає дані в пам'ять лічильника, а також при необхідності забезпечує передачу даних на РКІ і периферійних пристроїв схеми (реле, порти). також вимірювальна ІС містить схему виявлення перерв харчування, посилає відповідний сигнал на мікроконтролер. Постійні калібрування, що зберігаються в пам'яті EEPROM, завантажуються в лічильник на заводі і стають частиною відповідних операцій обчислення потрібних величин.

мікроконтролер

  • Мікроконтролер виконує різні функції, такі як:

  • прийом керуючих сигналів тарифного входу

  • зв'язок між DSP і пам'яттю EEPROM

  • передачу даних через IrDA порт

  • управління світлодіодним індикатором LED і імпульсним виходом (S0)

  • управління роботою рідкокристалічного індикатора (РКІ)

Мікроконтролер та вимірювальна ІС постійно підтримують зв'язок між собою для безперервної обробки вхідних сигналів струмів і напруг. Коли виявляється відключення живлення лічильника, мікроконтролер ініціює відключення і зберігає розрахункові та інші дані.

пам'ять EEPROM

лічильниках А100 використовується енергонезалежна пам'ять EEPROM для тривалого зберігання конфігурації, заводських постійних (констант), розрахункових (комерційних) і інших даних. при відновленні (подачі) харчування всі дані зчитуються з пам'яті мікро контролером і лічильник повертається в робочий стан до відключення живлення.
При відсутності харчування пам'ять може підтримувати збереження даних не менше 10 років.

Рідкокристалічний індикатор (РКІ)

Рідкокристалічний індикатор (РКІ) використовується для відображення вимірюваних (обчислених) даних та статусної інформації.
Відображені сегменти РКІ володіють високою контрастністю і легко помітні під різними кутами зору. РКІ можна умовно розділити на кілька інформаційних зон (полів), кожна з яких відображає певну інформацію, як показано на ріс.1-5.

Допоміжні (сервісні) функції

Додаткові функції

Додаткові (сервісні) функції можуть використовуватися для отримання довідкової інформації про достовірність роботи та обліку активної електричної енергії лічильником А100. Ці дані можуть бути лічені на РС через IrDA порт лічильника.
Нижче розглянуті дані дають інформацію по достовірного обліку електричної енергії.

Потік енергії в зворотному напрямку

Кількість випадків реверсу енергії
Лічильник А100 виявляє і записує в пам'ять загальне число випадків потоку енергії в зворотному напрямку. Лічильник виявляє потік у зворотному напрямку тільки в разі перевищення встановленого порогу енергії (5Втч). значення порога встановлюється на заводі.

Сумарна активна видана енергія

Лічильник А100 виявляє і записує в пам'ять сумарне
значення активної виданої енергії.

Індикатор зворотного потоку енергії

Індикатор зворотного потоку енергії відображається на РКІ в разі виявлення протікання струму в зворотному напрямку (видача).
Індикатор зворотного потоку енергії буде залишатися на РКІ до моменту відключення живлення лічильника навіть, якщо струм знову буде протікати прямому напрямку (споживання).

Час роботи лічильника

Лічильник виробляє відлік і реєстрацію в пам'яті кожного повного години роботи (без урахування часу відсутності харчування) і зберігає тривалість роботи за період 27 років.

Кількість відключень харчування

Лічильник виробляє відлік і реєстрацію в пам'яті кількості відключень харчування.

Час дії режиму відсутність струму

Лічильник часу проводить відлік і реєстрацію кожного повного години знаходження лічильника в режимі відсутності струму. даний режим дозволяє виявити неправильну схему навантаження споживача.

контрольні функції

Лічильник внутрішніх збоїв

Цей пристрій виробляє реєстрацію в пам'яті кількості випадків перезапуску центрального процесора через аварійної роботи (збоїв правильної роботи мікропроцесора).