Як працює розумний лічильник? Технологія інтелектуального обліку

Як розумний лічильник працює на практиці? Він бере проби живлення, перетворює їх на цифрові значення енергії та передає ці значення в іншу систему. Усі інші функції – від передоплати до віддалених звітів – розташовані поверх цього ланцюжка.

У цій статті ми розглядаємо цей ланцюжок по порядку. Ви дізнаєтеся, звідки береться точність, де зберігаються дані та де виникає більшість несправностей під час експлуатації. Щоб отримати більш широкий погляд на питання вибору, спочатку прочитайте наш огляд розумних лічильників енергії.

Як працює розумний лічильник на етапі вимірювання

Будь-яка відповідь на питання, як працює розумний лічильник, починається з двох сигналів. Дільник напруги знижує напругу живлення до рівня, який може зчитувати електроніка. Шунт або трансформатор струму виконує ту саму функцію для струму.

Ці сигнали залишаються аналоговими, тому лічильник повинен їх перетворювати. Аналого-цифровий перетворювач знімає швидкі виміри з обох каналів. Частота вимірювань має значення, оскільки більш висока частота дозволяє вловити спотворену форму сигналу. Зварювальні апарати та перетворювачі частоти спотворюють хвилю, а низька частота вимірювань призводить до неправильного підрахунку енергії.

Лічильник також повинен ізолювати вимірювальну частину від комунікаційної, щоб захистити ваші показники та ваш персонал. Коротше кажучи, як працює розумний лічильник на цьому першому етапі? Він перетворює небезпечне джерело живлення на невеликий, безпечний і вимірюваний сигнал.

Вимірювальний чип і клас точності

Спеціальний вимірювальний чип виконує обчислення. Він множить напругу на струм, щоб отримати потужність, а потім інтегрує потужність у часі, щоб отримати енергію. Результат зберігається в кіловат-годинах.

Точність розумного лічильника залежить від цього чіпа, ланцюга вимірювання та подальшого калібрування. Лічильник класу 1 має більш жорсткий допустимий діапазон похибок, ніж лічильник класу 2. На місці ця різниця проявляється як невелика розбіжність між показниками лічильника та еталонного приладу.

Калібрування усуває цю розбіжність. На заводі застосовують відома навантаження, порівнюють вихідний сигнал лічильника з еталоном і зберігають поправку в пам’яті. Тому запитайте у будь-якого виробника розумних лічильників, як проводиться калібрування та як зберігається запис про нього.

Мікропроцесор: тарифи, зберігання даних і керування навантаженням

Мікропроцесор перетворює вимірювання на значення, за якими виставляється рахунок. Він застосовує таблицю тарифів, яка встановлює ціну для кожного інтервалу протягом дня. Він також записує ці значення в пам’ять, щоб збій зв’язку не стер ваші дані про споживання за день.

Дизайн пам’яті заслуговує на окреме питання. Лічильник, який зберігає лише загальну суму, втрачає деталізацію. Лічильник, який підтримує профіль навантаження в режимі реального часу, може відновити рахунок після відключення електроенергії. Тому підтвердьте, скільки днів даних профілю зберігає лічильник.

Керування навантаженням реалізовано в тому самому процесорі. Коли кредит падає до заданого порогового значення, процесор подає сигнал внутрішньому реле для розмикання. Та сама процедура підтримує обмеження максимального попиту, що захищає спільне джерело живлення. На практиці керування навантаженням перетворює вимірювальний пристрій на пристрій управління.

Зв'язок: Від шини RS485 до зняття показань лічильників через LoRa

Дані виходять із лічильника через обраний порт. Енергетичний лічильник RS485 використовує дротову двопровідну шину та простий протокол, наприклад Modbus або DL/T 645. Шина підходить для шаф, диспетчерських і будь-яких об’єктів, де вже є кабель. Це недорого та легко виявити несправності.

Бездротові канали покривають інше. WiFi підходить для будівлі зі стабільною наявною мережею. Стільниковий модуль повністю усуває необхідність у локальній мережі, що підходить для віддаленої шафи або придорожнього стовпа. LoRa розповсюджує сигнал низької потужності на велику відстань, тому зняття показань лічильників через LoRa охоплює багато одиниць з одного шлюзу, встановленого на даху.

Кожен канал зв'язку має свої компроміси. Дротові канали вимагають витрат на кабель і роботу, але не потребують плану передачі даних. Бездротові канали вимагають плану передачі даних, але не потребують кабелю. Тому обирайте канал зв'язку, виходячи з планування вашого об'єкта, а не з технічних характеристик.

Що додають шлюз і платформа

Лічильник рідко зв'язується з хмарою самостійно, тому питання, як працює розумний лічильник, рідко обмежується самим лічильником. Між ними розташований шлюз, який зчитує дані з групи лічильників і передає загальні показники вище за потік. Шлюз для передачі даних про енергоспоживання у нашому асортименті зчитує показання лічильників через LoRa та передає їх вище за потік через 4G. Він також має функцію повторної відправки, тому втрачений пакет даних відновлюється, а не втрачається.

Потім платформа зберігає, тарифікує та відображає дані. Вона зіставляє адресу кожного лічильника з обліковим записом, застосовує тариф і формує рахунок. Вона також видає тривожний сигнал, коли лічильник припиняє звітувати.

Інтеграція – це те, на чому часто зазнають невдачі проекти. Запитайте заздалегідь, який протокол очікує платформа, як призначаються адреси та що відбувається, якщо канал зв'язку не працює протягом дня. Це визначає, чи потрібна вам локальна буферизація. Пристрій на DIN-рейку, такий як наш

трифазний лічильник енергії на DIN-рейку з 4G

, має власний канал стільникового зв'язку. Це усуває необхідність у шлюзі в окремих точках.

Введення в експлуатацію та типові несправності на місці

Лічильник може пройти всі стендові випробування, але все одно вийти з ладу на об’єкті, оскільки введення в експлуатацію перевіряє весь ланцюг, а не окремий пристрій.

Однак більшість несправностей на місці зумовлені чотирма причинами. Слабкий сигнал, зазвичай через те, що дверцята шафки блокують антену. Неправильна адреса на спільній шині, через що всі лічильники на ній замовкають. Ослаблений струмовий клемний затискач, що призводить до нестабільних показань. Несправне реле, яке припиняє керування навантаженням без тривожного сигналу.

Гарний дизайн зменшує всі чотири проблеми. Крім того, журнал подій записує кожне відключення, щоб ви могли відстежити несправність згодом. Наш

трифазний чотирипровідний електронний лічильник енергії

забезпечує точність вимірювання активної енергії близько ±0,2%. Це дає інженеру з введення в експлуатацію цифру для перевірки.

Часті запитання

Чи працює розумний лічильник під час відключення електроенергії?

Ні, він не може вимірювати без живлення. Однак тактовий чіп і резервна батарея підтримують роботу годинника та збережених даних.

Наскільки точний розумний лічильник порівняно з аналоговим?

Електронний лічильник, як правило, більш стабільний. Точність розумного лічильника відповідає визначеному класу, тоді як аналогічний лічильник з часом зміщуються.

Чи може RS485-лічильник енергії та бездротовий лічильник працювати в одній системі?

Так. Багато об'єктів використовують дротову шину всередині будівлі та бездротовий канал між будівлями. Шлюз з'єднує обидві системи, якщо обидві сторони використовують один протокол.

Щоб запобігти помилковому відключенню живлення передоплатним лічильником?

Попереджувальний поріг. Лічильник сповіщає мешканця перед тим, як кредит досягне нуля, і керування навантаженням розмикає реле лише при нулі. Ви встановлюєте цей поріг у платформі. Останні думки

Як працює розумний лічильник від початку до кінця? Ланцюг вимірювання зчитує джерело живлення, вимірювальний чіп обчислює енергію, процесор зберігає та тарифікує її, а канал зв'язку передає дані далі. Кожен етап додає одну функцію, яку ви можете вказати в специфікації.

Тому вказуйте специфікації етап за етапом. Спочатку визначте клас точності, оскільки його не можна змінити пізніше. Потім підтвердьте глибину пам’яті та номінальні характеристики реле. Далі оберіть канал зв'язку, виходячи з планування об'єкта. Нарешті, перевірте весь шлях від лічильника до платформи.

Якщо ваш проект також охоплює багатоквартирні будинки або заводські цехи,

посібник із вибору розумних лічильників енергії

охоплює послідовність дій при купівлі. Надішліть нам свої вимоги, і ми підтвердимо модель, протокол і кількість шлюзів.