Introduksjon til det eksterne sentraliserte målerlesingssystemet og dets kretsbeskyttelsesløsninger

 Elektrisitet, gass, vann og oppvarmingsregninger er nært knyttet til alles liv, og ulempene med manuell måleravlesning, for eksempel lang tid, lav effektivitet, unøyaktig statistikk og høye personalkostnader, er veldig åpenbare. Hvis du tar hensyn til fakturering av brukstid, for eksempel trinntariffer og takster av brukstid, samt deteksjon av strømkvalitet (PQ) og feilalarmer i sanntid, er det helt umulig å fullføre manuell måleravlesning.

Med fremme av vitenskap og teknologi, drevet av bransjeforeninger og større selskaper, kombinert med makrokontroll i landsbygda, har det eksterne sentraliserte målerlesingssystemet gradvis blitt modne og formede løsninger, og blitt promotert til både hjemme og i utlandet.

Yint har også fulle fordeler med sin egen teknologi og ressurser i beskyttelsesenheter, og spiller en viktig rolle i det eksterne sentraliserte målerlesingssystemet. Den designer omfattende kretsbeskyttelsesløsninger for et mer optimalisert og sikkert eksternt sentralisert målerlesingssystem, for designreferanse av Smart Meter AMR, Collector og Centralizer Design Engineers.

 

 

 

Det konsentrerte målesystemet er vanligvis sammensatt av fire nivåer: terminale smarte målere (vann, elektrisitet, gass og varme), samler, konsentrator og back-end masterstasjon, som vist i figuren nedenfor.

Den terminale smarte måleren, smartmåler, er den mest jordede, nærmeste brukeren, til og med i husholdningsmålingen, for eksempel smarte målere, vannmålere, gassmålere og varmemeter for oppvarming i de nordlige områdene.

Figur 2 Prøvediagram over smart elektrisitet, gass, vann og varmemålere (bildekilde online)

Hovedfunksjonen til den smarte terminalmåleren er å utføre terminalmåling og gebyrkontrollstyring, samle informasjon fra brukerterminalen om bruk av strøm, vann, gass og varme og vise tilbakemeldingsrelatert informasjon til brukeren, for eksempel bruk, gjeldende trinnpris, forhåndsbelagte saldo osv.

 

 

Informasjonen som er samlet inn fra brukerterminalen, må lastes opp i sanntid (eller i seksjoner) fra samleren til serverbackend, og ledelsen backend også må utstede relevant gebyrkontroll eller sikkerhetsautentiseringsadministrasjonsinstruksjoner, derfor integrerer den smarte terminalmåleren også en kommunikasjonsmodul, og den felles terminalmåleren vedtar kommunikasjonsmetoder som RS485, strømføreren og INFF. Som vist i figur 3, blokkdiagrammet for sammensetningen av den smarte måleren.

Yint har designet pålitelige og komplette kretsbeskyttelsesløsninger for strømstyring og kommunikasjonskretser for smarte elektrisitetsmålere, smarte vannmålere, smarte gassmålere og smarte varmemålere, og har relaterte testdata under forskjellige teststandarder, og ønsker konsultasjon og referanse fra smarte terminalmåler designingeniører.

2.2 Samler

Smarte terminalmålere er vanligvis en meter per husholdning, og noen enhetsbygg bruker sentralisert målerinstallasjon, dvs. en enhet på en rad pent på ett sted. I dette tilfellet kan samlere brukes for å samle inn data fra hver meter sentralt. Vanligvis er en samler installert i nærheten, og administrerer 12, 32 eller 64 meter ved å samle meterpulser eller kommunikasjonsmetoder som RS232 (forskjellige typer samlere kan velges i henhold til antall meter), og deretter laste opp dataene fra disse meterne gjennom kraftbæreren til konsentratoren.

Dette kan også redusere kompleksiteten og de totale kostnadene for terminalmålerne. Som vist i figur 4, er hovedfunksjonen til samleren å sende innsamlingskommandoer til terminalmålerne og motta den forhåndsbehandlede informasjonen fra terminalmålerne for opplasting til konsentratoren eller serverskyen via trådløse GPRS eller kablede midler.

Figur 4 Blokkdiagram over komponentene i en ekstern sentralisert målesystemsamler

Samleren og den smarte terminalmåleren bruker generelt RS485, Power Carrier, MBUer og andre metoder for kommando- og datakommunikasjon, og konsentratoren på høyere nivå kan bruke GPRS, 4G, PSTN, Ethernet, NB-IOT, LORA og andre kablede eller trådløse nettverk for å utføre datakommunikasjon.

2.3 Konsentrator

Konsentratoren er den sentrale styrings- og kontrollenheten til det eksterne sentraliserte målerlesingssystemet. Det er ansvarlig for regelmessig lesing av terminaldata, System -kommandooverføring, datakommunikasjon, nettverksadministrasjon, hendelsesopptak, horisontal dataoverføring og andre funksjoner. Funksjonene er delt med ovennevnte samlerfunksjoner.

2.4 Backstage Master Station (Server, Data Management, Cloud)

Backstage Master Station brukes til styringsgrensesnittene, for eksempel oppgavestyring, dataforespørsel, lading, etc.

Som vist på figuren nedenfor, funksjoner systemarkitektur og styringsplattform for en trådløs ekstern vannmåler:

Figur 5 Blokkdiagram over komponentene i en smart vannmåler

3. Beskyttelseskrets for eksternt samlersystem

Yint designer beskyttelsesløsninger for maskinvarekretsene til terminalens smarte målere, samlere og konsentratorer av det eksterne samlersystemet, og gir omfattende og effektive kretsbeskyttelsesløsninger ved å analysere de mulige elektromagnetiske kompatibilitetsrisikoer som lynnedslag, bølge og statisk elektrisitet i viktige områder som strømforsyning og signalgrensesnitt. Hovedordningene er:

3.1 Spenningsprøvetaking og anskaffelseskretser

For smarte målere er det nødvendig med spenningssignalsamling, mens spennings- og prøvetakingsmetodene for enfase og trefasemeter er forskjellige. Følgende figur viser spenningsinnsamlingsinngangsterminalen til en enfasemåler.

Figur 6 Enfase smartmålerspenningsinnsamlingsinngang

Yint anbefaler å bruke varister for beskyttelse av overspenning av innganger. De anbefalte modellene er 14D- eller 20D-produkter med spenninger på 470V (enkeltfase 220V) ~ 820V (tre-fase 380V):

Tabell 1 Utvalgte parametere for 14D og 20D varister fra Yint

3.2 Gjeldende prøvetakingskrets

Ved den nåværende innsamlingsinngangsenden av smarte målere brukes ofte TV -er til bølgebeskyttelse for å beskytte påfølgende målingsbrikker.

Figur 7 Smart Meter Current Collection Input Interface Circuit

Yint anbefaler TVS -modell som SMBJ6.5CA eller P6SMB6.8CA. Noen av parametrene er som følger:

Tabell 2 Valgte parametere for Yint SMBJ6.5CA og P6SMBJ6.8CA

3.3 PLC -grensesnittkrets for kraftlinjekommunikasjon

Power Line Carrier PLC (Power Line Communication) har mange applikasjonsscenarier. Bærekretsen laster kommunikasjonssignalet til strømledningen gjennom FSK og andre metoder, og mottar signalet som overføres fra andre systemer gjennom strømledningen og demodulerer de relevante dataene.

Følgende figur viser en kraftbærergrensesnittkrets.

Figur 8 Strømbærergrensesnittkrets

Tabell 3 Anbefalte enheter for fonetisk beskyttelse av strømbærergrensesnittkretser

3.4 RS485 Kommunikasjonsgrensesnittkrets

RS485 Kommunikasjon brukes ofte mellom samleren og den smarte måleren, eller mellom samleren og konsentratoren. På grunn av det komplekse og ukontrollerbare elektromagnetiske miljøet, påvirkes RS485 ofte av bølger og elektrostatiske støt, noe som forårsaker skade på systemet eller komponentene.

Figur. 9 Skjematisk diagram over RS485 Kommunikasjonsgrensesnittbeskyttelseskretsen

Yint anbefaler RS485 Kommunikasjonsport, ved hjelp av ESDSM712 elektrostatisk beskyttelsesenhet. ESDSM712 vedtar 7V, 12V asymmetrisk intern struktur, som kan undertrykke den statiske elektrisiteten eller bølgen av vanlig modus 12V og differensialmodus 14V for RS485 dual-line. Hovedparametrene er:

Tabell 4 Valgte parametere for ESDSM712 Beskyttelsesenheter

3.5 Beskyttelse av brikke strømforsyning

For nøkkelbrikkene i systemet kan strømforsyningsinngangsterminalen til TV-ene bruke responshastigheten på PS-nivå og presise klemmekarakteristikkene til TV-ene for å beskytte strømforsyningsterminalen til brikken mot bølgen.

Figur 10 Skjematisk diagram over hovedkraftbeskyttelseskretsen

Yint anbefaler Surge Protection -enheten for MCU -strømforsyningssiden: SMF5.0ca

Tabell 5 Valgte karakteristiske parametere for SMF5.0CA

3.6 Trådløs kommunikasjonsantennebeskyttelse

For den trådløse kommunikasjonsmodulen til samleren eller konsentratoren er det ofte nødvendig å utføre elektrostatisk beskyttelse på antennegrensesnittenden for å forhindre elektrostatisk forstyrrelse fra antennenden, noe som påvirker normal drift av den trådløse kommunikasjonsmodulen.

Figur 11 Skjematisk diagram over antenne Transceiver Module Protection Circuit

Yint anbefaler bruk av elektrostatisk beskyttelsesenhet med lav kapasitet med liten pakke, ESDLC5V0D9B, pakken er SOD923, kapasitansen er så lav som 0,5pf, og den statiske elektrisiteten kan nå opp til ± 30 kV.

4. Sammendrag

Med utviklingen av tingenes internett er det utviklet flere og flere IoT -målere for eksterne sentraliserte målerlesingssystemer, og det har skjedd mange endringer i kommunikasjonsmodus. Yint har også sporet teknologiske trender og viet menneskelige og materielle ressurser til forskningsbeskyttelsesløsninger under nye applikasjonsscenarier for å gi designreferanser for alle tekniske ingeniører.

5. Referanser

(litt)

Velkommen til å spørre, diskutere og søke om prøver