RU152097U1 - MULTI-SUBSCRIBER DIGITAL ELECTRIC ENERGY METER WITH REMOTE CONTROL - Google Patents
MULTI-SUBSCRIBER DIGITAL ELECTRIC ENERGY METER WITH REMOTE CONTROL Download PDFInfo
- Publication number
- RU152097U1 RU152097U1 RU2014120899/28U RU2014120899U RU152097U1 RU 152097 U1 RU152097 U1 RU 152097U1 RU 2014120899/28 U RU2014120899/28 U RU 2014120899/28U RU 2014120899 U RU2014120899 U RU 2014120899U RU 152097 U1 RU152097 U1 RU 152097U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- counter
- microprocessor
- meter
- remote control
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
1. Цифровой счетчик электрической энергии с функциями обмена данными между счетчиком и автоматизированной системой коммерческого учета электроэнергии и организации платежей за энергопотребление, а также защиты от перегрузки сети и от несанкционированного доступа к его элементам и узлам, содержащий микропроцессор, датчик напряжения сети, блок памяти, программируемые часы реального времени, жидкокристаллический индикатор, звуковую сигнализацию и адаптер последовательного проводного связного интерфейса RS-485, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью одновременного учета энергопотребления n-числа абонентов при обеспечении расширенной беспроводной связи с автоматизированными системами коммерческого учета электроэнергии посредством встроенных в него беспроводных связных интерфейсов в виде: GSM-модема с антенной и работающего по стандарту ZigBeeÒ/IEEE 802.15.4 радиоканала с антенной, входы/выходы которых подключены к микропроцессору; и PLC-модема, работающего по протоколу Data link или Free MODBUS, первый вход/выход которого подключен к микропроцессору, а второй вход/выход через устройство согласования подключен к сети обмена данными с автоматизированной системой коммерческого учета электроэнергии; и по числу обслуживаемых абонентов включает в себя комплект встроенных измерительных блоков, каждый из которых подключен к микропроцессору счетчика через адаптер SPI и выполнен с возможностью функционировать с индивидуальным радиобрелком, предназначенным для управления счетчиком при первичном подключении счетчика и/или его отдельного измерительного блока к автоматизированной системе коммерческого учета электроэ�1. A digital electric energy meter with data exchange functions between the meter and an automated system for commercial accounting of electricity and organization of payments for energy consumption, as well as protection against network congestion and unauthorized access to its elements and nodes, containing a microprocessor, network voltage sensor, memory block, programmable real-time clock, liquid crystal display, audible alarm and serial wired communication interface adapter RS-485, characterized in that you it is complete with the ability to simultaneously account for the energy consumption of the n-number of subscribers while providing advanced wireless communication with automated systems for commercial electricity metering through the built-in wireless communication interfaces in the form of: a GSM modem with an antenna and a radio channel with an antenna operating according to the ZigBeeÒ / IEEE 802.15.4 standard, the inputs / outputs of which are connected to the microprocessor; and a PLC modem operating via Data link or Free MODBUS protocol, the first input / output of which is connected to the microprocessor, and the second input / output through the matching device is connected to a data exchange network with an automated system of commercial electricity metering; and according to the number of subscribers served, it includes a set of built-in measuring units, each of which is connected to the counter microprocessor through the SPI adapter and is configured to operate with an individual remote control designed to control the counter during the initial connection of the counter and / or its separate measuring unit to the automated system Electricity metering
Description
Полезная модель относится к электронно-измерительной технике, в частности к устройствам многоабонентского учета и контроля потребления электрической энергии в однофазных цепях переменного тока, преимущественно, в жилом секторе.The utility model relates to electronic measuring equipment, in particular to devices for multi-subscriber metering and control of electrical energy consumption in single-phase AC circuits, mainly in the residential sector.
Известен цифровой счетчик электроэнергии (RU №2298192, 2007 г.), включающий микропроцессор и связанные с ним: блок питания, блок измерения мощности, часы реального времени с питанием от гальванического элемента, блок измерения потребляемой мощности, содержащий датчик напряжения и датчик тока, выходами соединенные с входами перемножителя-преобразователя, выход которого также подключен к микропроцессору, и дисплей для наглядного отражения информации. Между линией электроснабжения и микропроцессором встроен модем, обеспечивающий доступ внешнего управляющего устройства к памяти микропроцессора. Предназначен такой счетчик для учета энергопотребления только одним абонентом, к тому же в нем отсутствует возможность организации электронных платежей и возможность полного интегрирования в автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии.Known digital electricity meter (RU No. 2298192, 2007), including a microprocessor and associated with it: power supply, power measurement unit, real-time clock powered by a galvanic cell, power consumption measurement unit containing a voltage sensor and a current sensor, outputs connected to the inputs of the multiplier-converter, the output of which is also connected to the microprocessor, and a display for visual reflection of information. A modem is installed between the power supply line and the microprocessor, which provides access to the microprocessor's memory for the external control device. Such a meter is intended for metering energy consumption by only one subscriber; moreover, it lacks the possibility of organizing electronic payments and the possibility of full integration into automated systems for commercial metering of electricity.
Известен также одноабонентский счетчик электрической энергии, который выполнен с возможностью организации электронных платежей (RU №130086, 2013 г.) и содержит микроконтроллер и связанные с ним: модуль преобразования, жидкокристаллический индикатор, реле управления нагрузкой, электронную пломбу для предотвращения несанкционированного доступа, энергонезависимую память, устройство чтения Smart-карт, интерфейс связи, основной и дополнительный датчики тока, основной и резервный источники питания, реле управления нагрузкой и интерфейс связи RS-485. Однако из-за отсутствия средств беспроводной связи в нем снижены возможности интегрирования в существующие, разнообразные по типу, автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), а контактный обмен данными, осуществляемый с помощью устройства считывания Smart-карт, снижает достоверность считываемых данных и надежность счетчика, создает неудобства в пользовании им.A one-subscriber electric energy meter is also known, which is configured to organize electronic payments (RU No. 130086, 2013) and contains a microcontroller and associated with it: conversion module, liquid crystal display, load control relay, electronic seal to prevent unauthorized access, non-volatile memory , Smart-card reader, communication interface, primary and secondary current sensors, primary and backup power supplies, load control relays and RS-485 communication interface. However, due to the lack of wireless communications, it reduced the ability to integrate into existing, various in type, automated systems of commercial electricity metering (ASKUE), and the contact exchange of data by means of a smart card reader reduces the reliability of the data being read and the reliability of the meter creates inconvenience in using it.
Наиболее близким аналогом (прототипом) полезной модели определен цифровой счетчик электрической энергии (RU №117013, 2012 г.), содержащий микропроцессор, блок памяти, систему измерения потребляемой электроэнергии по прямой и обратной цепям, включающую в себя датчики тока по прямой и обратной цепям, подключенные к прямой и обратной цепям сети напряжения, выходы которых подключены к входам, соответственно, блока измерения мощности по прямой цепи и блока измерения мощности по обратной цепи, на выходы которых подключены первый программируемый счетчик и второй программируемый счетчик, подключенные к микропроцессору. К входам блока измерения мощности по прямой цепи и блока измерения мощности по обратной цепи, а также и к входу связанного с микропроцессором устройство контроля напряжения сети по верхнему и нижнему допустимым пределам, подключен выход датчика напряжения сети. Счетчик снабжен пороговым устройством защиты сети от короткого замыкания и от перегрузки, жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ), устройством управления нагрузкой, основным и резервными блоками питания, к которым подключены программируемые часы реального времени, датчиками несанкционированного доступа к элементам и узлам счетчика, магниточувствительным бесконтактным устройством, реагирующим при воздействии на счетчик вандальным внешним магнитным полем.The closest analogue (prototype) of the utility model is a digital electric energy meter (RU No. 117013, 2012), which contains a microprocessor, a memory unit, a system for measuring power consumption in forward and reverse circuits, including current sensors in forward and reverse circuits, the voltage connected to the forward and reverse circuits of the mains, the outputs of which are connected to the inputs of, respectively, the power measurement unit in the forward circuit and the power measurement unit in the reverse circuit, the outputs of which are connected to the first programmable snip and a second programmable counter, connected to the microprocessor. The inputs of the power measuring unit in a direct circuit and the power measuring unit in a reverse circuit, as well as the input of the voltage control device connected to the microprocessor by the upper and lower permissible limits, the output of the network voltage sensor is connected. The meter is equipped with a threshold device for protecting the network from short circuit and overload, a liquid crystal display (LCD), a load control device, primary and backup power supplies, to which a programmable real-time clock is connected, unauthorized access sensors to the meter elements and nodes, a magnetically sensitive contactless device, responsive when exposed to the counter by a vandal external magnetic field.
В нем имеется снабженный адаптером последовательный интерфейс связи RS-485, используемый для обмена данными с АСКУЭ, и контактное устройство обмена данными между счетчиком и АСКУЭ, выполненное в виде снабженного адаптером и держателем идентификатора iButton, предназначенного для съема данных со счетчика при организации электронных платежей.It has an RS-485 serial communication interface equipped with an adapter used for exchanging data with the automated metering system, and a contact device for exchanging data between the meter and the automated metering system, made in the form of an iButton identifier equipped with an adapter and holder, designed to collect data from the meter when organizing electronic payments.
К недостаткам прототипа следует отнести отсутствие возможности дистанционного, бесконтактного съема учетной информации со счетчика при организации электронных платежей, т.к. съем информации посредством идентификатора iButton из-за дребезга контактов не обеспечивает необходимый уровень достоверности информации при обмене с АСКУЭ. К тому же наличие только одного вида связи с АСКУЭ и отсутствие средств для беспроводной связи, таких как радиоканал, PCL-модем и GSM-модем затрудняет интегрирование счетчика в существующие АСКУЭ разного типа, а ограниченная численность интерфейсов связи «счетчик - АСКУЭ» не позволяет получать высокой достоверности данные по энергопотреблению абонента.The disadvantages of the prototype include the lack of remote, contactless removal of accounting information from the counter when organizing electronic payments, because the collection of information by means of the iButton identifier due to bounce of contacts does not provide the necessary level of information reliability when exchanging with ASKUE. In addition, the presence of only one type of communication with the automated control system for automated communications management and the absence of means for wireless communication, such as a radio channel, PCL modem, and GSM modem, makes it difficult to integrate the meter into existing automatic control systems of various types, and the limited number of communication interfaces "counter - automatic control system" does not allow receiving high reliability data on the energy consumption of the subscriber.
Общий недостаток, присущий перечисленным аналогам, заключается в том, что многоабонентский учет и контроль энергопотребления с их использованием возможен только путем увеличения их количества по числу подключенных к АСКУЭ абонентов (потребителей), что делает такой многоабонентский учет затратным, следовательно, не эффективным.A common drawback inherent in the listed analogues is that multi-subscriber metering and control of energy consumption with their use is possible only by increasing their number in terms of the number of subscribers (consumers) connected to the automated energy metering system, which makes such multi-subscriber metering costly and, therefore, inefficient.
Задача, решаемая полезной моделью, направлена на создание единого цифрового счетчика электрической энергии с расширенными функциональными возможностями и повышенным удобством в эксплуатации, обеспечивающего эффективный многоабонентский учет и контроль энергопотребления.The problem solved by the utility model is aimed at creating a single digital electric energy meter with advanced functionality and enhanced ease of use, providing efficient multi-subscriber metering and energy consumption control.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в реализации поставленной задачи путем:The technical result achieved by the proposed utility model is to implement the task by:
- уменьшения аппаратных затрат на обслуживание одного абонента, связанное с использованием основных узлов и блоков счетчика для учета энергопотребления по всем абонентам, и, как результат, невысокую стоимость учета электроэнергии в пересчете на одного абонента, удобство в обслуживание и установке счетчика по месту;- reduction of hardware costs for servicing one subscriber associated with the use of the main components and units of the meter for metering energy consumption for all subscribers, and, as a result, the low cost of electricity metering in terms of one subscriber, ease of maintenance and installation of the meter on the spot;
- обеспечения возможности использования для обмена информацией с АСКУЭ радиоканала, PCL-модема, GSM-модема и интерфейса RS-485, что позволяет интегрировать счетчик в существующие АСКУЭ, т.к. дает возможность выбора соответствующего типу конкретной АСКУЭ интерфейса или интерфейсов связи «счетчик-АСКУЭ»;- providing the possibility of using a radio channel, a PCL modem, a GSM modem and an RS-485 interface for exchanging information with an automated control system for automated communications management, which allows integrating the meter into existing automatic control systems, because allows you to select the appropriate type of specific ASKUE interface or communication interfaces "counter-ASKUE";
- регулирования энергопотребления и независимого отключения потребителя от сети по каждому абонентскому блоку (отдельно по каждому абоненту) в случае наличия задолженности по платежам, при перегрузке сети и несанкционированном доступе к узлам и блокам счетчика различными способами;- regulation of energy consumption and independent disconnection of the consumer from the network for each subscriber unit (separately for each subscriber) in the event of payment arrears, network congestion and unauthorized access to meter nodes and units in various ways;
- улучшения условий эксплуатации счетчика при организации электронных платежей и повышения достоверности учетной информации за счет бесконтактного дистанционного съема информации посредством индивидуальных (абонентских) пультов дистанционного управления (ПДУ).- improving the operating conditions of the meter during the organization of electronic payments and increasing the reliability of accounting information due to non-contact remote information retrieval through individual (subscriber) remote controls (RC).
Поставленная задача решается тем, что цифровой счетчик электрической энергии с функциями обмена данными между счетчиком и автоматизированной системой коммерческого учета электроэнергии и организации платежей за энергопотребление, а также защиты от перегрузки сети и от несанкционированного доступа к его элементам и узлам, содержащий микропроцессор, датчик напряжения сети, блок памяти, программируемые часы реального времени, жидкокристаллический индикатор, звуковую сигнализацию и адаптер последовательного проводного связного интерфейса RS-485, в отличие от аналогов выполнен с возможностью одновременного учета энергопотребления п-числа абонентов при обеспечении расширенной беспроводной связи с автоматизированными системами коммерческого учета электроэнергии посредством встроенных в него беспроводных связных интерфейсов в виде: GSM-модема с антенной и работающего по стандарту ZigBee®/IEEE 802.15.4 радиоканала с антенной, входы/выходы которых подключены к микропроцессору; и PLC-модема, работающего по протоколу Data link или Free MODBUS, первый вход/выход которого подключен к микропроцессору, а второй вход/выход через устройство согласования подключен к сети обмена данными с автоматизированной системой коммерческого учета электроэнергии; и по числу обслуживаемых абонентов включает в себя комплект встроенных измерительных блоков, каждый из которых подключен к микропроцессору счетчика через адаптер SPI и выполнен с возможностью функционировать с индивидуальным радио-брелоком, предназначенным для управления счетчиком при первичном подключении счетчика и/или его отдельного измерительного блока к автоматизированной системе коммерческого учета электроэнергии, программировании часов реального времени счетчика, внештатном отключении нагрузки и последующего ее подключении, просмотре архива и обмена данными конкретного абонента, для использования его в качестве средства организации электронных платежей за энергопотребление конкретного абонента и/или электронной квитанции; и/или в качестве дополнительного беспроводного интерфейса связи с автоматизированной системой коммерческого учета электроэнергии.The problem is solved in that a digital electric energy meter with data exchange functions between the meter and an automated system of commercial electricity metering and organization of payments for energy consumption, as well as protection against network congestion and from unauthorized access to its elements and nodes, containing a microprocessor, network voltage sensor , memory, programmable real-time clock, liquid crystal display, audible alarm and serial wired communication adapter Yusa RS-485, unlike analogs, is made with the possibility of simultaneous accounting of the energy consumption of the n-number of subscribers while providing advanced wireless communication with automated systems for the commercial accounting of electricity through its built-in wireless communication interfaces in the form of: a GSM modem with an antenna and working according to the ZigBee standard ® / IEEE 802.15.4 radio channels with an antenna, the inputs / outputs of which are connected to a microprocessor; and a PLC modem operating via Data link or Free MODBUS protocol, the first input / output of which is connected to the microprocessor, and the second input / output through the matching device is connected to a data exchange network with an automated system of commercial electricity metering; and according to the number of served subscribers, it includes a set of built-in measuring units, each of which is connected to the counter microprocessor through the SPI adapter and is configured to operate with an individual radio remote control designed to control the counter during the initial connection of the counter and / or its separate measuring unit to automated system for commercial accounting of electricity, programming of a real-time clock of the meter, freelance load shedding and its subsequent connection , File browsing and sharing specific subscriber data for use as a means of organizing power of electronic payments for a particular user and / or electronic receipt; and / or as an additional wireless communication interface with an automated system of commercial electricity metering.
Дополнительные отличительные признаки полезной модели состоят в том, что каждый из встроенных в счетчик измерительных блоков включает в себя устройство измерения и преобразования мощности по прямой цепи и элемент индикации контроля его работы и устройство измерения и преобразования мощности по обратной цепи, датчики тока по прямой и обратной цепям сетевого напряжения, выходами подключенные к первым входам соответствующих устройств измерения и преобразования мощности, устройство управления нагрузкой с элементом индикации состояния нагрузки, устройство калибровки напряжения сети, вход которого соединен с выходом датчика напряжения сети, причем выход устройства измерения и преобразования мощности по прямой цепи является поверочным выходом абонентского блока и подключен к входу элемента индикации и совместно с выходом устройства измерения и преобразования мощности обратной цепи подключен к микропроцессору счетчика, управляющий вход которого также подключен к этому микропроцессору.Additional distinguishing features of the utility model are that each of the measuring units built into the meter includes a direct power circuit for measuring and converting power and an element for indicating its operation control and a reverse circuit for measuring and converting power, forward and reverse current sensors mains voltage circuits, outputs connected to the first inputs of the corresponding devices for measuring and converting power, a load control device with a status indication element load, a network voltage calibration device, the input of which is connected to the output of the network voltage sensor, and the output of the power measurement and conversion device in a direct circuit is the calibration output of the subscriber unit and connected to the input of the indication element and, together with the output of the reverse circuit power measurement and conversion device, microprocessor counter, the control input of which is also connected to this microprocessor.
Встроенные в счетчик абонентские блоки обеспечивают расширение функциональных возможностей счетчика за счет ведения многоабонентского учета электрической энергии, что приводит к уменьшению аппаратных затрат на обслуживание одного абонента, связанное с использованием основных узлов и блоков счетчика для учета энергопотребления по всем абонентам, и, как результат, невысокую стоимость учета электроэнергии в пересчете на одного абонента; удобство в обслуживании и установке счетчика по месту.The subscriber units built into the meter provide an extension of the meter’s functionality by conducting multi-subscriber metering of electric energy, which leads to a decrease in hardware costs for servicing one subscriber associated with the use of the main nodes and meter blocks for metering energy consumption for all subscribers, and, as a result, low electricity metering cost per user; ease of maintenance and installation of the meter in place.
При этом состав встроенных в счетчик интерфейсов связи - в виде радиоканала, GSM-модема, PLC-модема и RS-485 - обеспечивает расширенный диапазон интегрирования счетчика в АСКУЭ (практически во все существующие и вновь создаваемые АСКУЭ), причем с использованием одновременно не менее двух интерфейсов связи, что способствует повышению надежности связи и высокой достоверности полученных данных.At the same time, the composition of the communication interfaces built into the meter — in the form of a radio channel, GSM modem, PLC modem, and RS-485 — provides an extended range of integration of the meter in the automated control system for automated accounting and accounting information (practically in all existing and newly created automated automated control systems for electronic communications), using at least two communication interfaces, which improves the reliability of communication and high reliability of the data.
Обмен данными между каждым из абонентских блоков, счетчиком и АСКУЭ посредством радио - брелока (РБ) с расширенными функциональными возможностями, который служит не только для организации электронных платежей за энергопотребление, но и используется для выполнения ряда задач по настройке счетчика и дистанционному управлению им, обмену информацией между счетчиком и АСКУЭ; способствует улучшению эксплуатационных характеристик счетчика, исключает вероятность негативного влияния человеческого фактора на процесс учета энергопотребления и платежей.The exchange of data between each of the subscriber units, the meter and the automated control system for electronic communications by means of a radio key fob (RB) with advanced functionality, which serves not only to organize electronic payments for energy consumption, but also is used to perform a number of tasks related to meter setup and remote control, exchange information between the meter and ASKUE; helps to improve the operational characteristics of the meter, eliminates the likelihood of a negative effect of the human factor on the process of accounting for energy consumption and payments.
Кроме того, поскольку при платежах в память РБ копируется вся текущая информация, которая имеется в памяти счетчика, он может быть использован и как дополнительный интерфейс связи «счетчик-АСКУЭ» при сбоях в тех интерфейсах связи, которые встроены в счетчик, и/или в тех случаях, когдаIn addition, since during payments all current information that is available in the meter’s memory is copied to the RB’s memory, it can also be used as an additional “meter-ASKUE” communication interface in case of failures in those communication interfaces that are built into the meter, and / or those cases when
возможности бесконтактного, дистанционного съема информации со счетчика и организации электронных платежей.possibilities of contactless, remote reading of information from the counter and organization of electronic payments.
На представленных чертежах: на фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого счетчика (пример с тремя абонентскими блоками); на фиг. 2 - общий вид ПДУ (пример).In the drawings: in FIG. 1 is a structural diagram of the proposed meter (an example with three subscriber units); in FIG. 2 - a general view of the remote control (example).
Многоабонентский счетчик электрической энергии с дистанционным управлением (фиг. 1) содержит микропроцессор 1 и связанные с ним через адаптеры 2 интерфейса SPI абонентские блоки 3, например, в количестве трех штук, каждый из которых включает в себя устройство 4 измерения и преобразования мощности по прямой цепи и устройство 5 измерения и преобразования мощности по обратной цепи, датчик 6 тока по прямой цепи и датчик 7 тока по обратной цепи, выходами подключенные к первым входам соответствующих устройств измерения и преобразования мощности 4 и 5, а также устройство управления нагрузкой 8 с элементом индикации состояния нагрузки 9 (построенное с использованием твердотельного реле - на HD8044ZD3 (www.sensor-moscow.ru/rele_tv.html), и устройство 10 калибровки напряжения сети. Выход устройства 4 измерения и преобразования мощности прямой цепи является поверочным выходом 11 абонентского блока 3, подключен к входу элемента индикации 12 и совместно с выходом устройства 5 измерения и преобразования мощности обратной цепи подключен к микропроцессору 1 через адаптер 2 интерфейса SPI, управляющий вход которого также подключен к микропроцессору 1.A multi-site electrical energy meter with remote control (Fig. 1) contains a microprocessor 1 and subscriber units 3 connected through it through adapters 2 of the SPI interface, for example, in the amount of three pieces, each of which includes a direct current measurement and conversion device 4 and a device 5 for measuring and converting power in a reverse circuit, a sensor 6 for current in a forward circuit and a sensor 7 for current in a reverse circuit, outputs connected to the first inputs of the respective devices for measuring and converting power 4 and 5, as well as a load control device 8 with an indication of the load state 9 (constructed using a solid state relay on HD8044ZD3 (www.sensor-moscow.ru/rele_tv.html), and a network
Устройства 4 и 5 реализованы на микросхемах STPM10 фирмы STMicroelectronics, первый и второй входы которых подключены к датчику 6 тока по прямой цепи и к датчику 7 тока по обратной цепи, соответственно, третий вход к устройству 10 калибровки напряжения сети, подключенному входом к датчику напряжения сети 13 (в качестве датчиков 6 и 7 использованы токовые шунты E961, E962, а в качестве устройства 10 и датчика 13 напряжения сети - резистивный делитель напряжения).Devices 4 and 5 are implemented on STMicroelectronics STPM10 microcircuits, the first and second inputs of which are connected to the direct current sensor 6 and to the reverse current sensor 7, respectively, the third input to the network
С микропроцессором 1 также связаны:Also associated with microprocessor 1:
- программируемые часы реального времени 14, подключенные через устройство развязки 15 к основному блоку питания счетчика 16 и резервному источнику питания 17 (гальваническому элементу), вход которого подключен к зарядному устройству 18, (микропроцессор 1 и часы 14 реализованы на микроконтроллере STM32F373 фирмы STMicroelectronics);- programmable real-
- PLC-модем 19, подключенный через устройства согласования 20 к сетевой линии (PLC-модем реализован на микросхеме ST7580 фирмы ST Microelectronics), вход/выход PLC-модема, подключен к микропроцессору 1;- PLC modem 19 connected via a
- GSM-модем 21 с антенной GSM-модема 22 (реализован на схеме SIM900R компании SIMCOM);- GSM modem 21 with an antenna of GSM modem 22 (implemented on the SIMCOM SIM900R scheme);
- радиоканал 23 с антенной счетчика 24 (реализован на микросхеме CC2520 фирмы Texas Instruments);-
- магниточувствительное бесконтактное устройство 25, (реализовано на магниторезистивном датчике MRSS29D www.eltech.spb.ru);- magnetically sensitive
- датчики несанкционированного доступа 26,-
- жидкокристаллический индикатор 27, (реализован на индикаторе WH1202A (WH1602A) фирмы Winstar или на индикаторе фирмы «МЭЛТ», www.melt.com.ru);-
- адаптер последовательного интерфейса 28, первый вход/выход, которого подключен к микропроцессору 1, а второй вход/выход - к линии связи 29 интерфейса RS485 (адаптер последовательного интерфейса 28 - реализован на микросхемах, которые выпускаются для интерфейса RS-485 с возможностью подключения 64, 128 и 256 приемников в одном сегменте сети www.analog.com/RS485);-
- устройство звуковой сигнализации 30 и блок памяти 31.- a
Пульт дистанционного управления (ПДУ) 32, индивидуальный для каждого входящего в состав счетчика абонентского блока 3 (общий вид приведен на фиг. 2), содержит микроконтроллер 33 и связанные с ним многоцветные светодиодные индикаторы 34, набор сенсорных кнопок 35, радиоканал 36 с антенной 37 и снабжен гальваническим элементом 38, выход которого подключен ко всем компонентам ПДУ.The remote control (RC) 32, individual for each subscriber unit 3 included in the meter (a general view is shown in Fig. 2), contains a
ПДУ 32 со встроенными радиоканалом 36 и микроконтроллером 33 может быть реализован на микросхеме CC2530 фирмы Texas Instruments.
В набор сенсорных кнопок ПДУ входят: кнопка 39, предназначенная для выбора режима установки часов реального времени или режима просмотра архива счетчика, кнопка 40 - увеличение значения содержимого выбранной позиции, кнопка 41 - уменьшение значения содержимого выбранной позиции, кнопка 42 - отключение нагрузки от сети, кнопка 43 - подключение нагрузки к сети, кнопка 44 - считывания данных из счетчика в ПДУ, кнопка 45 - записи данных из ПДУ в счетчик, кнопка 46 - записи данных из ПДУ в АСКУЭ, кнопка 47 - считывания данных из АСКУЭ в ПДУ.The set of touch buttons on the remote control includes:
Двухцветный светодиод состояния нагрузки 48 - при отключенной нагрузке - зеленый, а при подключенной нагрузке - красный.Two-color LED of the load state 48 - when the load is off - green, and when the load is connected - red.
Двухцветный светодиод 49 обмена данными ПДУ с счетчиком - при обмене данными мигает красным, а при корректном завершение обмена - зеленным.Two-
Двухцветный светодиод 50 обмена данными ПДУ с АСКУЭ - при обмене данными мигает красным, а при корректном завершение обмена - зеленым.Two-
Принцип работы счетчика:The principle of operation of the counter:
Первичная инициализация счетчика производится представителями энергосбытовых компаний посредством ПДУ 32 первого подключаемого к данному счетчику абонента. Программирование ПДУ 32 для инициализации счетчика, подключение и регистрация первого абонента производится на АСКУЭ, где в ПДУ 32 записывается номер счетчика и номер абонента (квартиры), при этом номер ПДУ 32 формируется автоматически АСКУЭ и записывается в ПДУ 32. Каждый абонент, подключаемый к данному многоабонентскому счетчику электрической энергии получает ПДУ 32 со своим индивидуальным номером, который в дальнейшем используется при организации платежей в качестве электронной платежной карточки и для управления абонентским блоком 3 счетчика (просмотр архива и текущих показаний, отключения или подключение нагрузки и т.д.). Обмен данными ПДУ 32 и АСКУЭ производится с использованием кнопок 46 и 47 ПДУ.The initialization of the meter is carried out by representatives of energy retail companies through the
После установки счетчика по месту и подключения абонента или абонентов, счетчик находится в исходном состоянии и не ведет учет электроэнергии, т.е. устройство 8 отключает нагрузку от электрической сети, а счетчик находится в режиме ожидания начальной установки часов реального времени, осуществляемой посредством кнопок 39, 40 и 41 ПДУ 32: кнопки 39 - выбор режима установки часов и выбор позиции - при первом нажатии данной кнопки на ЖКИ 27 отображается мигающий курсор в первой позиции слева, где необходимо установить значение дня месяца. Для этого с помощью кнопки 40 осуществляется установка значения числа в выбранной позиции вверх или кнопки 42 - установка значения числа в выбранной позиции вниз.After installing the meter in place and connecting the subscriber or subscribers, the meter is in its original state and does not record electricity, i.e. device 8 disconnects the load from the electrical network, and the counter is in standby mode for the initial setting of the real-time clock, carried out using
После установки даты и времени, посредством нажатии кнопки 39 не менее 5 сек. производится выход из режима установки времени и даты, а кнопка 39 в дальнейшем используется для входа в режим просмотра архива, а кнопки 40 и 41 в этом режиме позволят просматривать архив вверх и вниз соответственно. Для перевода счетчика в режим счета электроэнергии необходимо записать в счетчик служебную информацию с ПДУ 32 посредством нажатии кнопки 45 - в счетчик записывается номер счетчика, номер абонента и номер ПДУ 32 и другие необходимые данные, которые зависят от способа организации платежей на АСКУЭ. В процессе записи данных из ПДУ 32 в счетчик на пульте начинает мигать красный светодиод 46, а при корректном завершении процесса записи светодиод 46 загорается зеленым цветом в течении 2 сек. Таким образом, производится привязка ПДУ 32 к данному счетчику, а в счетчике к данному абоненту. Дальнейшие все процедуры абонента со счетчиком можно производить только с использованием данного ПДУ 32.After setting the date and time, by pressing the
Для подключения потребителя к сети необходимо нажать кнопку 43 и держать нажатой в течение не менее 5 секунд в целях безопасности. В процессе выполнения этой команды светодиод 48 светится зеленым цветом, а устройство 30 звуковой сигнализации формирует звуковой сигнал, после подключения нагрузки светодиод 48 светится красным цветом. При этом счетчик ведет учет электропотребление подключенным абонентом, а элемент индикации 12 начинает мигать, что является признаком работы счетчика в режиме учета энергопотребления. При подключении очередного абонента к счетчику и закрепления за ним индивидуального ПДУ 32, также необходимо нажать кнопку 39 в течение не менее 5 сек., после чего нажатием кнопки 45 записать в ПДУ 32 номер счетчика, номер абонента и номер ПДУ 32. Сравниваются ранее записанный номер счетчика (при первичной инициализации счетчика) и номер, записанный с ПДУ 32, и при совпадении этих номеров в блоке памяти 31 счетчика сохраняются номер абонента и ПДУ 32 (номер счетчика сохранен в блоке 31 при первичной инициализации). По корректному завершению записи данных из ПДУ 32 в счетчик светодиод 48 загорается зеленым, после чего подключают нагрузку абонента к сети нажатием кнопки 43 - светодиод 48 загорается красным, начинает мигать элемент индикации 12 соответствующего абонентского блока 3.To connect the consumer to the network, press
Сигналы с датчиков тока 6, 7 и 13 через устройства 10 калибровки напряжения подаются на входы устройств 4 и 5, которые осуществляют преобразование мощности в цифровой код, микропроцессор 1 производит опрос абонентских блоков 3 - через адаптер интерфейса SPI 2 производит считывания данных с абонентских блоков 3, сохраняет их в блоке памяти 31. Причем, считывание данных производится и с устройств 4 и 5. Микропроцессор 1 производит сравнения данных, полученные с устройств 4 и 5, сохраняет большее из них значение в блоке памяти 31. Такой способ учета электроэнергии позволяет защитить счетчик от хищения электроэнергии путем перефазировки и заземления нейтральной линии. Сохранение данных для всех абонентов производится в отдельных областях блока памяти 31 счетчика. Отображение текущих показаний по каждому абоненту и номер абонента на ЖКИ 27 производится автоматически с интервалом 5 сек., а при нажатии кнопки 39 на ПДУ 32 на ЖКИ 27 отображаются показания только по конкретному абоненту. Просматривать свои данные (текущие значения, архив) или управлять абонентским блоком 3 и/или счетчиком (отключать или подключать нагрузку, считывать данные с счетчика или записать данные в счетчик) каждый потребитель может только с использованием индивидуального ПДУ 32.The signals from
Датчики 26 несанкционированного доступа (НСД) осуществляют контроль и выдачу сигнала НСД при снятии крышек счетчика и/или колодки, а магниточувствительное бесконтактное устройство 25 - при наличии внешнего магнитного воздействия на счетчик. По этим сигналам микропроцессор 1 фиксирует в блоке памяти 31 время и дату НСД, показание счетчика и формирует сигнал отключения нагрузки для устройства управление нагрузкой 8 по соответствующему абонентскому блоку 3, т.е. отключает конкретного потребителя от сети, а также по интерфейсу связи передает информацию о НСД на диспетчерский пункт АСКУЭ.
В этом случае для повторного подключения нагрузки к сети необходимо:In this case, to reconnect the load to the network, you must:
- произвести копирование содержимого блока памяти 31 счетчика в микроконтроллер 33 ПДУ. Считывание информации из счетчика производится посредством ПДУ 32 при нажатии кнопки 44 на ПДУ 32. После окончания считывания данных на пульте дистанционного управление загорается светодиод 49 зеленого цвета, а устройство звуковой сигнализации 30 формирует прерывистый звуковой сигнал, что говорит об окончании процесса считывания информации с счетчика в микроконтроллер 33 ПДУ;- copy the contents of the
- перенести ПДУ 32 в пункт оплаты платежей за электроэнергию, где установлена автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), разработанная с учетом функциональных возможностей предлагаемого счетчика и адаптированной по форматам хранения информации к обслуживанию предлагаемого счетчика;- transfer the
- посредством ПДУ 32 произвести запись информации из микроконтроллера 33 ПДУ в АСКУЭ посредством кнопки 46 на ПДУ 32. На экране дисплея АСКУЭ автоматически отображаются данные абонента и красным цветом будет отображена информация о несанкционированном доступе к элементам и узлам счетчика (дата, время, показания счетчика);- using the
- потребителю произвести оплату за энергопотребление с учетом штрафных санкций за несанкционированный подступ, в соответствии с соглашением на поставку электроэнергии. После чего оператор АСКУЭ производит запись в микроконтроллер 33 ПДУ кода оплаты, количества оплаченной электроэнергии и кода разрешения повторного подключения потребителя к сети, посредством кнопки 47 на ПДУ 32;- the consumer to pay for energy consumption, taking into account penalties for unauthorized access, in accordance with the agreement for the supply of electricity. After that, the operator of the automated control system for automated accounting and control operations records in the
- потребитель производит запись данных с ПДУ 32 в счетчик, посредством кнопки 45 на ПДУ 32, после окончания записи данных в счетчик на ПДУ 32 загорается светодиод 49 зеленого цвета, а устройство звуковой сигнализации 30 формирует прерывистый звуковой сигнал, что говорит об окончании процесса записи информации с ПДУ 32 в счетчик. Микропроцессор 1 проверяет наличие соответствующих разрешительных кодов и производит подключение нагрузки к сети, при этом производится сравнение количества оплаченной и текущей электроэнергии. Определяется остаток неоплаченной электроэнергии, этот остаток сохраняется в блоке памяти 31 как начальное значение для ведения учета по данному абоненту и отображается на ЖКИ 27.- the consumer writes data from the
Потребитель может быть автоматически отключен от сети при коротко замыкании в цепи нагрузки, а также при превышении установленного лимита энергопотребления данным абонентом. Обратное подключение в этих случаях производится посредством нажатии кнопки 43 на ПДУ 32 течение 5 секунд.The consumer can be automatically disconnected from the network in case of a short circuit in the load circuit, as well as when exceeding the set limit for energy consumption by this subscriber. The reverse connection in these cases is made by pressing the
Использование устройства управления нагрузкой 8 и дистанционного управления счетчиком по радиоканалу позволит индивидуализировать режим энергопотребления каждым абонентом, повысить достоверность обмена учетной информацией с счетчиком и АСКУЭ, организовать электронные платежи, а также способствует улучшению эксплуатационных характеристик счетчика, исключает влияние человеческого фактора на процесс учета энергопотребления и платежей.The use of load control device 8 and remote control of the meter via a radio channel will allow individualizing the energy consumption mode for each subscriber, increasing the reliability of the exchange of accounting information with the meter and the automated metering and control system, organizing electronic payments, as well as improving the meter’s performance and eliminating the human factor influence on the process of metering energy consumption and payments .
Обмен данными между счетчиком и АСКУЭ может производиться одновременно по двум интерфейсам связи в различных вариантах: по радиоканалу 23 + PLC-модему 19 или радиоканалу 23 + RS-485 28 или PLC-модему 19 + RS-485 28 или GSM-модему 21 в сочетании с любым другим из перечисленных интерфейсом. Это продиктовано тем, что все интерфейсы связи имеют свои недостатки, повержены помехам, сбоям и т.д., следовательно, целесообразно обмен данными производить одновременно по двум интерфейсам связи и на приемном пункте АСКУЭ сравнивать данные, полученные по разным интерфейсам связи, а при их несовпадении производить повторный опрос счетчика. Такой подход позволяет существенно расширить возможности интеграции счетчика в АСКУЭ, повысит надежность линий связи и достоверность учетных данных.Data exchange between the meter and ASKUE can be carried out simultaneously via two communication interfaces in various versions: via
Наличие устройства обмена данными между счетчиком и АСКУЭ в виде ПДУ 32 с расширенными (в отличие от прототипа) возможностями, который служит не только для организации электронных платежей за энергопотребление, но и используется для выполнения ряда задач по настройке и дистанционному управлению обменом информации в системе «счетчик - ПДУ - АСКУЭ», способствует улучшению эксплуатационных характеристик счетчика, исключает влияние человеческого фактора на процесс учета энергопотребления и платежей.The presence of a data exchange device between the meter and ASKUE in the form of a
Изготовление предлагаемого счетчика не требует значительных капитальных финансовых вложений. Его производство может быть налажено на имеющихся производственных площадях с использованием универсального оборудования и широко известных и общедоступных комплектующих изделий. При этом на существующем в настоящее время рынке сбыта устройств учета и контроля потребления электрической энергии имеется большой спрос на цифровые счетчики с достигаемыми при реализации полезной модели характеристиками.The manufacture of the proposed meter does not require significant capital financial investments. Its production can be established on existing production facilities using universal equipment and widely known and generally available components. At the same time, there is a great demand for digital meters with the characteristics attainable during the implementation of the utility model in the current market for electricity metering and control devices.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120899/28U RU152097U1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | MULTI-SUBSCRIBER DIGITAL ELECTRIC ENERGY METER WITH REMOTE CONTROL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120899/28U RU152097U1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | MULTI-SUBSCRIBER DIGITAL ELECTRIC ENERGY METER WITH REMOTE CONTROL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU152097U1 true RU152097U1 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53297479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120899/28U RU152097U1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | MULTI-SUBSCRIBER DIGITAL ELECTRIC ENERGY METER WITH REMOTE CONTROL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU152097U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU180379U1 (en) * | 2016-07-22 | 2018-06-08 | Владимир Владимирович Лосев | DATA COLLECTION DEVICE |
EA030402B1 (en) * | 2015-11-23 | 2018-07-31 | Акционерное Общество "Пкк Миландр" (Ао "Пкк Миландр") | Multi-user electricity meter |
RU189153U1 (en) * | 2018-06-29 | 2019-05-15 | Александр Сергеевич Бессонов | REMOTE CONTROL DEVICE ELECTRIC POWER SUPPLY LIMIT |
-
2014
- 2014-05-23 RU RU2014120899/28U patent/RU152097U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA030402B1 (en) * | 2015-11-23 | 2018-07-31 | Акционерное Общество "Пкк Миландр" (Ао "Пкк Миландр") | Multi-user electricity meter |
RU180379U1 (en) * | 2016-07-22 | 2018-06-08 | Владимир Владимирович Лосев | DATA COLLECTION DEVICE |
RU189153U1 (en) * | 2018-06-29 | 2019-05-15 | Александр Сергеевич Бессонов | REMOTE CONTROL DEVICE ELECTRIC POWER SUPPLY LIMIT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106097588B (en) | A kind of single-phase cost-control intelligent ammeter | |
CN205318534U (en) | Gas table of mutual transmission of IC -card, NFC and bluetooth | |
CN204102247U (en) | A kind of intellectual water meter control device based on 3G wireless communication technology | |
Jain et al. | Design and development of GSM based energy meter | |
CN205318535U (en) | Wireless teletransmission IC -card gas table | |
KR20040078648A (en) | System for the remote data acquisition and control of electric energy meters | |
US8253585B2 (en) | Three-phase multifunction verifier | |
RU152097U1 (en) | MULTI-SUBSCRIBER DIGITAL ELECTRIC ENERGY METER WITH REMOTE CONTROL | |
RU152096U1 (en) | REMOTE DIGITAL ELECTRIC ENERGY METER | |
CN205318536U (en) | Intelligent gas meter that purchase gas mode more | |
GB2379993A (en) | Electrical energy consumption and generation metering arrangement | |
CN201435110Y (en) | Prepaid electric energy meter | |
CN102708624B (en) | Prepayment electricity utilization management terminal | |
CN204405733U (en) | Electronic multi-user multi intelligent electric meter | |
EP0528634A2 (en) | Energy monitoring system for a plurality of local stations with snapshot polling from a central station | |
CN203397431U (en) | System for wirelessly reading gas meter employing integrated circuit (IC) card prepaid multi-rate | |
CN214670882U (en) | STS prepayment gas meter based on bluetooth communication | |
RU186740U1 (en) | Three-phase balance meter of electric energy with remote control | |
CN201904653U (en) | Service terminal equipment in electricity utilization fields | |
CN101026660A (en) | Mobile phone prepaid fee power management terminal | |
JP2001250185A (en) | Automatic metering device | |
CN201111244Y (en) | Novel electric charge pre-payment remote card brushing electricity sale system | |
US9069021B2 (en) | Apparatus and method for measuring electrical work | |
CN205230196U (en) | Prepayment ammeter control module | |
CN109342810A (en) | A kind of multi-user's intelligent electric meter system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180524 |