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§ 19 Principe de fonctionnement des compteurs électroniques.



L'article a été pris ici: http://www.railway.te.ua/pc_meter.htm

Compteurs d'électricité à microprocesseur.

Bonjour, cher lecteur. Sur cette page, brièvement, afin de ne pas vous ennuyer trop, considérons le comptage de l'électricité par microprocesseur. La principale différence entre ces compteurs et les compteurs conventionnels est qu’ils sont un petit ordinateur de bord. Dans de tels compteurs, il n’ya pratiquement aucune pièce mobile qui mesure le courant électrique consommé. Le compteur comprend généralement des capteurs de mesure de courant et de tension (transformateurs aux caractéristiques améliorées), des circuits de mesure (convertisseurs analogique-numérique), un microcontrôleur traitant des signaux numériques, une mémoire pour stocker des données de compteur. Toutes les informations du compteur sont affichées sur l’affichage à cristaux liquides. Les compteurs sont généralement alimentés par des circuits de tension qui leur sont connectés. En outre, il est recommandé d'installer une alimentation de secours sur le compteur (sous la forme de diverses piles rechargeables). Ils sont conçus pour maintenir l'intégrité des informations importantes lorsque le compteur est déconnecté de l'alimentation. Les valeurs de consommation de courant sont déterminées à l'aide de transformateurs de courant. À l'avenir, les signaux de courant et de tension sont multipliés via un CAN sur un microprocesseur hautes performances avec un jeu d'instructions RISC. Toutes les informations reçues sont enregistrées dans la mémoire de l'appareil et sont affichées en parallèle sur l'écran LCD. Le schéma le plus simple du compteur est illustré à la figure 1.

Circuit de mesure simple du compteur MP

De plus, des sorties d'informations supplémentaires (boucle de courant, relais numéro-impulsions dans lequel la fréquence des impulsions est proportionnelle à la puissance électrique consommée, sortie RS-485, etc.) peuvent être entrées dans différents modèles d'appareils de mesure. Pratiquement tous les compteurs ont une mémoire pour stocker le programme de travail du compteur, les valeurs mesurées (énergie active et réactive) ainsi qu'une liste de divers événements significatifs (nombre d'entrées dans le compteur, perte de puissance, passage à l'heure d'hiver et d'été, etc.). ).

Une caractéristique distinctive de ces compteurs est la possibilité de mesurer l'électricité à des tarifs. Cela signifie que vous pouvez payer l'électricité consommée de différentes manières. Par exemple: il existe 3 tarifs pour le calcul de l’électricité - pic (généralement le matin et le soir), semi-pic (presque toute la journée sauf le matin et le soir) et nuit. Le prix de l'électricité consommée varie en fonction du tarif. Avec un tarif unique de 1 kW, il vous en coûtera 0,1281 UAH, mais si vous décidez de payer en fonction des tarifs, vous devrez alors multiplier ce prix par les facteurs suivants:

- taux de pointe - 1,8
- demi-tarif - 1,02
- tarif de nuit - 0.2

De toute évidence, il est plus avantageux de travailler au tarif de nuit (le prix par kWh est 4 fois moins). Dans les anciens compteurs à induction, vous ne pouviez pas prendre en compte les transitions vers des tarifs horaires différents (pour cela, vous auriez à placer une personne au compteur qui regardait, par exemple, lorsqu'un tarif de pointe était atteint et enregistrait les lectures). Pour s'en sortir, il serait possible d'utiliser un système informatisé de collecte d'informations en temps réel, avec division manuelle ultérieure en intervalles, en fonction des tarifs. Cependant, il est beaucoup plus facile d'installer un compteur à microprocesseur, dont le programme interne surveillerait lui-même le passage d'une zone tarifaire à une autre et enregistrerait la consommation d'énergie séparément pour chaque intervalle.

En outre, un tel compteur peut être un bon outil de diagnostic. Par exemple, le compteur "Alpha +" de ABB VEI Metronika (Moscou, Russie) peut fonctionner comme un VAF (compteur volt-ampère-phase), afficher la valeur effective du courant et de la tension, des harmoniques, etc. (voir figure 2).

Alpha +

ABB VEI Metronika Company Counter

Graphique de consommation d'électricité

Un exemple de graphique de consommation d'énergie.

Le compteur de fenêtre du programme Alpha +

Figure 2. Une copie du compteur d’écran du programme "Alpha +".

De plus, étant donné la classe de haute précision d’un tel compteur (0,2 à 0,5) et l’absence de mouvement automoteur (c’est-à-dire un mouvement de disque spontané, comme dans un compteur à induction), on peut dire qu’aujourd’hui constitue l’option la plus pratique pour l’électricité. .

Pour que le compteur lise et affiche les données, il est nécessaire de saisir un programme qui "indiquera" au compteur ce qu'il doit faire: comment mesurer, quoi mesurer, où et sous quelle forme enregistrer. Pour ce faire, vous devez disposer d'un ordinateur personnel doté d'un programme spécial fourni avec les compteurs, le compteur lui-même, un émetteur spécial permettant de transférer des données de l'ordinateur au compteur. De plus, dans l’ensemble, tous les compteurs sont programmés selon les mêmes règles: l’utilisateur n’a pas besoin d’écrire des programmes dans un langage de programmation - tout ce qui lui est demandé est simplement de répondre aux questions du programme et de marquer les options de travail nécessaires pour le curseur. Exemple de la fenêtre de programme du compteur "Quantum D300" de Schlemburgier (Figure 3).

Comptoir Schlemburge

Écran de programmation de compteur

Une autre des propriétés utiles de ces compteurs est la possibilité de créer sur leur base un système d’information permettant de collecter et de traiter des données sur la consommation d’énergie. C'est à dire Sur la base de tels compteurs, vous pouvez créer un système automatisé de collecte d’informations. Supposons que vous disposiez de plusieurs objets (sous-stations ou petites usines pour la fabrication de produits) et que vous souhaitiez contrôler la consommation d'énergie des objets. Rien de plus simple: placez les compteurs de microprocesseurs sur les points de mesure, connectez-leur un modem (relais d'impulsions, sortie RS485) et collectez toutes les informations sur un seul ordinateur de votre bureau. Même si vous devez reprogrammer le compteur, vous pouvez le faire à distance, via un modem. Et ensuite la question se pose immédiatement: et si je suis une "mauvaise personne" et que je veux entrer et modifier les données dans le compteur? Sur ce compte, le compteur a sa "réponse à Chamberlain". Les compteurs ont généralement plusieurs niveaux d'accès à leurs informations (lecture, modification, reprogrammation). De plus, la mémoire du compteur contient des informations sur toutes les tentatives de lecture et d’entrée. Vous pouvez donc déterminer quand les données du compteur ont changé.

Ici, cher lecteur, je termine mon récit pour que vous puissiez faire une courte pause. La prochaine fois, nous discuterons avec vous et de divers systèmes automatisés pouvant être construits sur la base de compteurs à microprocesseur. Sergey Kibitkin.