Электрические счетчики с передачей данных

Электрические счетчики с передачей данных — учетные устройства нового поколения, постепенно заменяющие классические индукционные модели. Их главное назначение — упрощение процедуры транспортировки данных о потребленной энергии от пользователя к поставщику. С таким прибором отправка информации полностью автоматизируется, участие человека (и связанные с ним задержки, ошибки) исключается.

Подобное оборудование упрощает жизнь не только конечным потребителям, но и компаниям, поставляющим энергоресурсы. Предприятия получают возможность отслеживать потребление электричества практически в режиме реального времени.

Дистанционное получение показаний позволяет оптимизировать работу всей энергетической системы, затрагивая большинство аспектов ее функционирования: производство энергии, транспортировку, получение и обработку данных о потреблении, подготовку платежных документов и т. д.

Именно на подобных устройствах с возможностью передачи данных планируется работа современных автоматизированных систем контроля и учета АСКУЭ — сбор показаний, первичная обработка и отправка полученной информации на серверы компании, проведение детального анализа энергопотребления. Традиционные индукционные приборы уступают цифровым как в информационном аспекте, так и в разнообразии сервисных возможностей.

Кроме того, электрические счетчики с передачей данных значительно расширяют возможности энергопоставщиков:

• такое учетное оборудование способно самостоятельно функционировать в нескольких тарифных режимах;
• есть возможность дистанционного отключения/подключения потребителя;
• доступна индивидуализация условий сотрудничества с конкретным потребителем с учетом договора;
• упрощение рассылки предупреждающих уведомлений.

Особенности счетчиков с дистанционным учетом

Старые модели оборудования, которые использовались для учета электроэнергии, являлись своеобразным преобразователем, переводящим сигнал аналогового типа в импульсную частоту. Вычисление общего объема потребленной энергии осуществлялось благодаря подсчету этих импульсов. Современные приборы применяют более прогрессивную схему, в которой аналоговый сигнал сразу переводится в цифровой формат.

Модели электрических счетчиков с передачей данных отличаются от классических индукционных устройств как конструктивно (отсутствуют привычные вращающиеся механические элементы), так и по функциональным возможностям. Ключевые особенности новых приборов:

• увеличен рабочий диапазон напряжений;
• адаптировано функционирование с учетом многотарифной схемы (включая дневной, ночной и общий тарифы);
• есть возможность изучить данные за минувшие учетные периоды в специальном режиме просмотра;
• устройство позволяет измерять потребляемую мощность;
• счетчик с функцией передачи показаний может интегрироваться в систему автоматического контроля и учета данных.

Все это стало возможным благодаря использованию электронной начинки с микроконтроллером и соответствующего программного обеспечения.

В качестве дополнительного функционала такой электросчетчик может быть оснащен опцией ограничения мощности. Если потребляемая мощность превышает допустимый порог, счетчик автоматически производит отключение потребителя от сети.

Характеристики

Основные технические характеристики счетчиков, оснащенных системой передачи данных:

• класс точности;
• номинальное и рабочее напряжение;
• номинальная и рабочая частота;
• базовый и максимальный ток;
• разрядность показаний;
• количество тарифов, тарифных суточных зон, сезонов, исключительных дней;
• наличие/отсутствие раздельной тарификации для будней и выходных;
• точность хода часов счетчика в различных условиях;
• скорость и протокол обмена;
• максимально допустимая площадь сечения проводников;
• диапазон рабочих температур.

Преимущества

Использование электрических счетчиков с передачей данных выгодно не только компаниям, поставляющим энергию, но и тем, кто является ее потребителем.

Можно выделить ряд преимуществ применения таких приборов.

• Намного проще урегулировать любые спорные ситуации. Так называемый умный счетчик фиксирует показания ежедневно, поэтому любую несостыковку легко отследить. Нерегулярная отправка данных, какие-либо сложности с квитанциями — все решается просто и в ускоренном темпе.
• Возможность своевременного контроля показаний для редко посещаемых и труднодоступных мест (гараж, дачный дом, сдаваемая в аренду квартира и т. д.)
• Возможность работы с несколькими тарифами учета электроэнергии.
• Компактные габариты устройства. Его легко разместить даже при дефиците свободного пространства.

Устройство

Конструкция современного электрического счетчика с функционалом передачи данных включает следующие элементы:

• жидкокристаллический индикатор (ЖКИ);
• часы, показывающие реальное время;
• интерфейс передачи данных;
• датчик тока;
• устройства управления и контроля (микроконтроллер);
• источник питания, обеспечивающий работу электронной схемы;
• супервизор;
• оптический порт (опция, наличие необязательно);
• контактор (опция, наличие необязательно).

Вся электронная начинка располагается в корпусе, защищающем её от внешних воздействий. Для размещения электронных компонентов предназначена специальная печатная плата, одновременно являющаяся основой для монтажа.

ЖКИ — символьный многоразрядный индикатор. Его функция — индикация рабочих режимов устройства, результатов измерений (потраченную электроэнергию), текущих даты и времени.

Часы предназначены для точного контроля текущего времени и даты (часы реального времени — RTC). Данную задачу берет на себя отдельный функциональный блок, входящий в состав чипа SoC (система на кристалле).

Интерфейс предназначен для дистанционной передачи данных в систему учета, а также для подключения счетчика к ПК.

Источник питания используется для обеспечения напряжения на всех компонентах электронной схемы, в первую очередь — на микроконтроллере и супервизоре.

Супервизор — интегральная микросхема, изменяющая состояние цифрового сигнала при падении напряжения ниже определенного порогового значения. Его функция — защита микропроцессорных систем с запоминающими энергозависимыми устройствами. Супервизор защищает микроконтроллер от сбоев при подаче и снятии питания, исключает самопроизвольную и некорректную запись данных в память прибора учета. Кроме того, супервизор играет роль датчика, определяя параметры входного напряжения.

Оптический порт — опциональный узел, нужен для снятия данных напрямую со счетчика.

Контактор — электромагнитный двухпозиционный аппарат, позволяющий управлять подачей напряжения. Устанавливается на конкретные показатели тока.

Микроконтроллер — ключевой элемент учетного прибора. На нем сосредоточено выполнение нескольких функций, в том числе:

• преобразование сигнала, поступающего от трансформатора, в цифровой формат;
• обработка полученных данных;
• вывод расчетов на ЖКИ;
• прием сигналов от управляющих органов;
• управление и контроль интерфейсов.

Конкретный функционал энергоучетного устройства определяется программной прошивкой.

Принцип работы

Принцип функционирования счетчиков, оснащенных системой передачи данных, таков:

1. Устройство ведет постоянное непрерывное измерение потребляемой электроэнергии, периодически (раз в полчаса/час) в памяти прибора сохраняется усредненное для соответствующего временного интервала значение мощности либо объем потребленной электроэнергии;
2. счетчик передает сетевому предприятию информацию об энергопотреблении, график передачи зависит от конкретных условий, необходимости в частоте получения данных;
3. процесс передачи данных осуществляется с помощью электрических линий, по которым и ведется поступление тока;
4. в редких случаях связь счетчика с сетевым предприятием выполняется посредством иных технологий связи (3G, GSM, RF, ZigBee).