Introduktion till det avlägsna centraliserade mätarläsningssystemet och dess kretsskyddslösningar

 El, gas, vatten och uppvärmningsräkningar är nära besläktade med allas liv, och nackdelarna med manuell mätaravläsning, såsom lång tid, låg effektivitet, felaktig statistik och höga personalkostnader, är mycket uppenbara. Om du tar hänsyn till fakturering av tid för användning som stegtariffer och tulltider, såväl som effektkvalitet (PQ) -detektering och realtidsfellarm, är det helt omöjligt att slutföra manuell mätaravläsning.

Med utvecklingen av vetenskap och teknik, drivet av branschorganisationer och stora företag, i kombination med makrokontroll vid nationallevnaden, har det avlägsna centraliserade mätarens läsningssystem gradvis blivit mogna och formade lösningar och befordras till både hemma och utomlands.

Yint tar också fulla fördelar med sin egen teknik och resurser i skyddsenheter och spelar en viktig roll i det avlägsna centraliserade mätarsystemet. Den utformar omfattande kretsskyddslösningar för ett mer optimerat och säkert fjärrcentraliserat mätarläsningssystem, för designreferensen för smarta mätare AMR, Collector och Centralizer Design Engineers.

 

 

 

Det koncentrerade mätningssystemet består vanligtvis av fyra nivåer: terminala smarta mätare (vatten, elektricitet, gas och värme), samlare, koncentrator och back-end masterstation, som visas i figuren nedan.

Den terminala smarta mätaren, smart mätare, är den mest jordade, närmast användaren, till och med in i hushållsmätningen, såsom smarta mätare, vattenmätare, gasmätare och värmemätare för uppvärmning i de norra områdena.

Bild 2 Provdiagram över smart el, gas, vatten och värmemätare (bildkälla online)

Huvudfunktionen för den smarta terminalmätaren är att utföra terminal mätning och avgiftskontrollhantering, samla in information från användarterminalen om användning av el, vatten, gas och värme och visa feedbackrelaterad information till användaren, såsom användning, aktuellt stegpris, prekad balans, etc.

 

 

Informationen som samlas in från användarterminalen måste laddas upp i realtid (eller i sektioner) från samlaren till serverns backend, och hanterings backend måste också utfärda relevanta avgiftskontroll eller säkerhetsautentiseringshanteringsinstruktioner, därför integrerar den smarta terminalmätaren också en kommunikationsmodul, och den vanliga terminalmätaren antar kommunikationsmetoder som RS485, kraftbärare och infrater. Såsom visas i figur 3, blockschemat för sammansättningen av smartmätaren.

Yint har utformat tillförlitliga och kompletta kretsskyddslösningar för krafthanterings- och kommunikationskretsar för smarta elmätare, smarta vattenmätare, smarta gasmätare och smarta värmemätare och har relaterade testdata enligt olika teststandarder och välkomnar konsultation och referens från smarta terminalmätare.

2.2 Samlare

Smarta terminalmätare är i allmänhet en meter per hushåll och vissa enhetsbyggnader använder centraliserad mätarinstallation, dvs. en enhet med meter i rad snyggt på en plats. I detta fall kan samlare appliceras för att samla in data från varje meter centralt. Vanligtvis installeras en samlare i närheten och hanterar 12, 32 eller 64 meter genom att samla meterpulser eller kommunikationsmetoder såsom Rs232 (olika typer av samlare kan väljas enligt antalet meter) och laddar sedan upp data från dessa meter genom kraftbäraren till koncentratorn.

Detta kan också minska komplexiteten och den totala kostnaden för terminalmätarna. Som visas i figur 4 är samlarens huvudfunktion att skicka samlingskommandon till terminalmätarna och ta emot den förbehandlade informationen från terminalmätarna för uppladdning till koncentratorn eller servermolnet via trådlösa GPRS eller trådbundna medel.

Figur 4 Blockdiagram över komponenterna i en fjärrcentraliserad mätningssystemsamlare

Samlaren och den smarta terminalmätaren använder i allmänhet RS485, kraftbärare, MBU: er och andra metoder för kommando- och datakommunikation, och koncentratorn på högre nivå kan använda GPRS, 4G, PSTN, Ethernet, NB-IoT, Lora och andra trådbundna eller trådlösa nätverk för att utföra datakommunikation.

2.3 Koncentrator

Koncentratorn är den centrala hanteringen och kontrollenheten för det avlägsna centraliserade mätarläsningssystemet. Det ansvarar för regelbundet läsning av terminaldata, systemkommandoöverföring, datakommunikation, nätverkshantering, händelseinspelning, horisontell dataöverföring och andra funktioner. Funktionerna är uppdelade med ovanstående samlarfunktioner.

2.4 Backstage Master Station (server, datahantering, moln)

Backstage Master Station används för hanteringsgränssnitten, till exempel uppgiftshantering, dataprika, laddning etc.

Som visas i figuren nedan funktioner för systemarkitektur och hanteringsplattform för en trådlös fjärrvattenmätare:

Figur 5 Blockdiagram över komponenterna i en smart vattenmätare

3. Skyddskrets för fjärrsamlingssystem

Yint designar skyddslösningar för hårdvarukretsarna för de terminala smarta mätarna, samlarna och koncentratorerna i det avlägsna samlarsystemet, vilket ger omfattande och effektiva kretsskyddslösningar genom att analysera de möjliga elektromagnetiska kompatibilitetsriskerna såsom blixtnedslag, överspänningar och statiska elektricitet i viktiga områden såsom kraftförsörjning och signalinterfaces. Huvudsystemen är:

3.1 Spänningsprovtagning och förvärvskrets

För smarta mätare krävs spänningssignalsamling, medan spännings- och provtagningsmetoderna för enfas- och trefasmätare är olika. Följande figur visar spänningsförvärvets ingångsterminal för en enfasmätare.

Bild 6 Enfasen smart mätarspänningsförvärvingång

Yint rekommenderar att du använder varistorer för överspänningsskydd. De rekommenderade modellerna är 14D eller 20D-produkter med spänningar på 470V (enfas 220V) ~ 820V (trefas 380V):

Tabell 1 valda parametrar för 14D- och 20D -varistorerna från Yint

3.2 Aktuell provtagningskrets

Vid den aktuella insamlingens ingångssänd av smarta mätare används TV -apparater ofta för överspänningsskydd för att skydda efterföljande mätchips.

Bild 7 SMART METER Aktuell insamlingsgränssnittsgränssnittskrets

Yint rekommenderar TVS -modell som SMBJ6.5CA eller P6SMB6.8CA. Några av dess parametrar är följande:

Tabell 2 valda parametrar för YINT SMBJ6.5CA och P6SMBJ6.8CA

3.3 PLC -gränssnittskrets för kraftledningsföretagskommunikation

Power Line Carrier PLC (Power Line Communication) har många applikationsscenarier. Bärkretsen laddar kommunikationssignalen till kraftledningen genom FSK och andra metoder och tar emot signalen som överförs från andra system genom kraftledningen och demodulerar relevant data.

Följande figur visar en kraftbärargränssnittskrets.

Figur 8 Kretsgränssnittskrets

Tabell 3 Rekommenderade enheter för fonetiskt skydd av kraftbärargränssnittskretsar

3.4 RS485 Kommunikationsgränssnittskrets

RS485 -kommunikation används ofta mellan samlaren och den smarta mätaren, eller mellan samlaren och koncentratorn. På grund av den komplexa och okontrollerbara elektromagnetiska miljön påverkas ofta Rs485 -chips av överspänningar och elektrostatiska stötar, vilket orsakar skador på systemet eller komponenterna.

Figur. 9 Schematiskt diagram över RS485 -kommunikationsgränssnittsskyddskretsen

Yint rekommenderar RS485 -kommunikationsporten med ESDSM712 elektrostatisk skyddsenhet. ESDSM712 antar 7V, 12V asymmetrisk inre struktur, som kan undertrycka den statiska elektricitet eller överspänning av gemensamt läge 12V och differentiellt läge 14V för RS485 dubbellinje. Huvudparametrarna är:

Tabell 4 Valda parametrar för ESDSM712 -skyddsenheter

3.5 Chip Power Supply Protection

För de viktigaste chips i systemet kan TV-apparaternas strömförsörjning av TV-nivåerna använda PS-nivåens svarshastighet och exakta klämegenskaper för TV-apparaterna för att skydda strömförsörjningens terminal från spänning.

Bild 10 Schematiskt diagram över huvudkretsen för chipkraftskydd

Yint rekommenderar Surge Protection -enheten för den huvudsakliga MCU -strömförsörjningen: SMF5.0CA

Tabell 5 Valda karakteristiska parametrar för SMF5.0CA

3.6 Trådlös kommunikationsantennskydd

För den trådlösa kommunikationsmodulen för samlaren eller koncentratorn är det ofta nödvändigt att utföra elektrostatiskt skydd på antenngränssnittet för att förhindra elektrostatisk störning från antennänden, vilket påverkar den normala driften av den trådlösa kommunikationsmodulen.

Figur 11 Schematiskt diagram över skyddskretsen för antenn Transceiver -modulen

YINT rekommenderar användning av låg kapacitet Small Package elektrostatisk skyddsanordning ESDLC5V0D9B, paketet är SOD923, kapacitansen är så låg som 0,5 pf och den statiska elen kan nå upp till ± 30 kV.

4. Sammanfattning

Med utvecklingen av Internet of Things har fler och fler IoT -mätare utvecklats för avlägsna centraliserade mätarsystem, och det har skett många förändringar i kommunikationslägen. Yint har också spårat tekniska trender och ägnat mänskliga och materiella resurser till forskningsskyddslösningar under nya applikationsscenarier för att ge designreferenser för alla tekniska ingenjörer.

5. Referenser

(lätt)

Välkommen att fråga, diskutera och ansöka om prover