Introduction au système de lecture du compteur centralisé à distance et à ses solutions de protection de circuit

 Les factures d'électricité, de gaz, d'eau et de chauffage sont étroitement liées à la vie de chacun, et les inconvénients de la lecture manuelle des compteurs, tels que longtemps, une faible efficacité, des statistiques inexactes et des coûts élevés du personnel, sont très évidents. Si vous prenez en compte la facturation du délai d'utilisation telle que les tarifs des étapes et les tarifs du temps d'utilisation, ainsi que la détection de la qualité de l'énergie (PQ) et les alarmes de défaut en temps réel, il est tout à fait impossible de terminer la lecture manuelle du compteur manuel.

Avec l'avancement de la science et de la technologie, motivé par les associations de l'industrie et les grandes entreprises, associées à un macro-contrôleur au NationalLevel, le système de lecture centralisé à distance est devenu progressivement des solutions matures et façonnées, et est promue à la fois au pays et à l'étranger.

Yint profite également de ses propres avantages et ressources dans les appareils de protection et joue un rôle important dans le système de lecture des compteurs centralisés à distance. Il conçoit de manière approfondie des solutions de protection de circuit pour un système de lecture de compteur centralisé à distance plus optimisée et sécurisé, pour la référence de conception des ingénieurs de conception AMR, collectionneur et centrageux.

 

 

 

Le système de mesure concentré est généralement composé de quatre niveaux: compteurs intelligents terminaux (eau, électricité, gaz et chaleur), collecteur, concentrateur et station maître arrière, comme le montre la figure ci-dessous.

Le compteur intelligent terminal, le compteur intelligent, est le plus ancré, le plus proche de l'utilisateur, même dans la mesure des ménages, tels que les compteurs intelligents, les compteurs à eau, les compteurs à gaz et les compteurs de chaleur pour le chauffage dans les zones du nord.

Figure 2 Diagramme d'échantillon de l'électricité intelligente, du gaz, de l'eau et des compteurs de chaleur (source d'image en ligne)

La fonction principale du terminal intelligent est de réaliser la gestion des compensations du terminal et du contrôle des frais, la collecte d'informations à partir du terminal utilisateur sur l'utilisation de l'électricité, de l'eau, du gaz et de la chaleur et affichant des informations liées à la rétroaction à l'utilisateur, telles que l'utilisation, le prix actuel de l'étape, l'équilibre préchasé, etc.

 

 

Les informations collectées à partir du terminal utilisateur doivent être téléchargées en temps réel (ou en sections) du collecteur vers le backend du serveur, et le backend de gestion doit également émettre des instructions pertinentes de contrôle des frais ou d'authentification de sécurité, par conséquent, le terminal intelligent intégrant également un module de communication et le terminal commun adopte les méthodes de communication telles que RS485, le transporteur de puissance et l'infrarcéré. Comme le montre la figure 3, le diagramme de bloc de la composition du compteur intelligent.

Yint a conçu des solutions de protection de circuit fiables et complètes pour les circuits de gestion de l'alimentation et de communication des compteurs électriques intelligents, des compteurs d'eau intelligents, des compteurs de gaz intelligents et des compteurs de chaleur intelligents, et possède des données de test connexes selon diverses normes de test, et accueille la consultation et la référence des ingénieurs de conception de compteurs de terminaux intelligents.

2.2 collectionneur

Les terminaux intelligents sont généralement un mètre par ménage et certains bâtiments unitaires utilisent une installation centralisée de compteurs, c'est-à-dire une unité de mètres de suite parfaitement au même endroit. Dans ce cas, les collectionneurs peuvent être appliqués pour collecter des données à partir de chaque mètre de manière centralisée. Habituellement, un collecteur est installé à proximité, et gère 12, 32 ou 64 mètres en collectant des impulsions de compteurs ou des méthodes de communication telles que RS232 (différents types de collectionneurs peuvent être sélectionnés en fonction du nombre de mètres), puis téléchargent les données de ces compteurs via le porte-puissant vers le concentrateur.

Cela peut également réduire la complexité et le coût global des compteurs terminaux. Comme le montre la figure 4, la fonction principale du collecteur est d'envoyer des commandes de collecte aux compteurs de terminaux et de recevoir les informations prétraitées des compteurs de terminaux pour le téléchargement sur le concentrateur ou le cloud de serveur via des GPR sans fil ou des moyens câblés.

Figure 4 Diagramme de bloc des composants d'un collecteur de système de mesure centralisé à distance

Le collectionneur et le terminal intelligent utilisent généralement RS485, Power Carrier, MBUS et d'autres méthodes de communication de commandement et de données, et le concentrateur de niveau supérieur peut utiliser les GPR, 4G, PSTN, Ethernet, NB-IOT, LORA et d'autres réseaux câblés ou sans fil pour effectuer une communication de données.

2.3 Concentrateur

Le concentrateur est le dispositif central de gestion et de contrôle du système de lecture de compteur centralisé à distance. Il est responsable de la lecture régulière des données du terminal, de la transmission des commandes système, de la communication de données, de la gestion du réseau, de l'enregistrement d'événements, de la transmission de données horizontales et d'autres fonctions. Les fonctions sont divisées avec les fonctions de collection ci-dessus.

2.4 Station principale des coulisses (serveur, gestion des données, cloud)

La station maître des coulisses est utilisée pour les interfaces de gestion, telles que la gestion des tâches, la requête de données, la charge, etc.

Comme le montre la figure ci-dessous, l'architecture du système et la plate-forme de gestion fonctionnent d'un compteur d'eau distant sans fil:

Figure 5 Diagramme en bloc des composants d'un compteur d'eau intelligent

3. Circuit de protection pour le système de collecteur à distance

Yint conçoit des solutions de protection pour les circuits matériels des compteurs intelligents terminaux, des collectionneurs et des concentrateurs du système de collecteur à distance, fournissant des solutions de protection de circuit complètes et efficaces en analysant les risques de compatibilité électromagnétique possibles tels que les frappes éclair, les surtensions et l'électricité statique dans des zones clés telles que les interfaces d'alimentation et de signal statique. Les principaux schémas sont:

3,1 circuits d'échantillonnage et d'acquisition de tension

Pour les compteurs intelligents, la collecte de signaux de tension est requise, tandis que les méthodes de tension et d'échantillonnage de phase et de mètres triphasées sont différentes. La figure suivante montre la borne d'entrée d'acquisition de tension d'un mètre monophasé.

Figure 6 Entrée d'acquisition de tension de compteur intelligent monophasé

Yint recommande d'utiliser des varistations pour la protection contre la surtension d'entrée. Les modèles recommandés sont des produits 14D ou 20D avec des tensions de 470 V (monophase 220V) ~ 820V (trois phases 380V):

Tableau 1 Paramètres sélectionnés des varistations 14D et 20D de Yint

3.2 Circuit d'acquisition d'échantillonnage de courant

À la fin de la collection actuelle des compteurs intelligents, les téléviseurs sont souvent utilisés pour la protection des surtensions afin de protéger les puces de mesure suivantes.

Figure 7 Circuit d'interface d'entrée de collecte de courant du compteur intelligent

Yint recommande le modèle TVS comme SMBJ6.5CA ou P6SMB6.8CA. Certains de ses paramètres sont les suivants:

Tableau 2 Paramètres sélectionnés du Yint SMBJ6.5CA et P6SMBJ6.8CA

3.3 Circuit d'interface AP

Power Line Carrier Plc (Power Line Communication) dispose de nombreux scénarios d'application. Le circuit porteur charge le signal de communication à la ligne électrique via FSK et d'autres méthodes, et reçoit le signal transmis à partir d'autres systèmes via la ligne électrique et démodule les données pertinentes.

La figure suivante montre un circuit d'interface de la porteuse d'alimentation.

Figure 8 Circuit d'interface de porte-puissance

Tableau 3 Dispositifs recommandés pour la protection phonétique des circuits d'interface de porte-puissance

3,4 Circuit d'interface de communication RS485

La communication RS485 est souvent utilisée entre le collecteur et le compteur intelligent, ou entre le collecteur et le concentrateur. En raison de l'environnement électromagnétique complexe et incontrôlable, les puces RS485 sont souvent affectées par des surtensions et des chocs électrostatiques, causant des dommages au système ou aux composants.

Chiffre. 9 Diagramme schématique du circuit de protection de l'interface de communication RS485

Yint recommande le port de communication RS485, à l'aide d'un dispositif de protection électrostatique ESDSM712. ESDSM712 adopte la structure interne asymétrique 7V, 12V, qui peut supprimer l'électricité ou la montée en puissance statique du mode commun 12V et du mode différentiel 14V pour la double ligne RS485. Les principaux paramètres sont:

Tableau 4 Paramètres sélectionnés des dispositifs de protection ESDSM712

3,5 Protection d'alimentation en puce

Pour les puces clés du système, la borne d'entrée d'alimentation des téléviseurs peut utiliser la vitesse de réponse au niveau PS et les caractéristiques de serrage précises des téléviseurs pour protéger le terminal d'alimentation de la puce de la surtension.

Figure 10 Diagramme schématique du circuit de protection de l'alimentation de la puce principale

Yint recommande le dispositif de protection contre la surtension pour le côté alimentaire MCU principal: SMF5.0CA

Tableau 5 Paramètres caractéristiques sélectionnés de SMF5.0CA

3.6 Protection d'antenne de communication sans fil

Pour le module de communication sans fil du collecteur ou du concentrateur, il est souvent nécessaire d'effectuer une protection électrostatique à l'extrémité de l'interface de l'antenne pour éviter les perturbations électrostatiques de l'extrémité de l'antenne, ce qui affecte le fonctionnement normal du module de communication sans fil.

Figure 11 Diagramme schématique du circuit de protection des modules de l'émetteur-récepteur d'antenne

Yint recommande l'utilisation d'un dispositif de protection électrostatique à petit paquet à faible capacité ESDLC5V0D9B, l'emballage est SOD923, la capacité est aussi faible que 0,5 pf et l'électricité statique peut atteindre jusqu'à ± 30 kV.

4. Résumé

Avec le développement de l'Internet des objets, de plus en plus de compteurs IoT ont été développés pour des systèmes de lecture des compteurs centralisés à distance, et il y a eu de nombreux changements dans les modes de communication. Yint a également suivi les tendances technologiques et consacré des ressources humaines et matérielles aux solutions de protection de recherche dans de nouveaux scénarios d'application pour fournir des références de conception à tous les ingénieurs techniques.

5. Références

(légèrement)

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