前言
电力,汽油,水和供暖费与每个人的生活密切相关,并且手动仪阅读的缺点,例如长时间,低效率,不准确的统计数据和高员工成本,非常明显。如果您考虑了使用时间的计费,例如步骤关税和使用时间的关税以及电源质量(PQ)检测和实时故障警报,则完全无法完成手动仪表读数。
随着行业协会和大型公司的驱动,科学技术的发展,再加上国家级别的宏观控制,远程集中仪表阅读系统已逐渐成熟和塑造解决方案,并在国内外晋升到国内外。
Yint在保护设备中还具有自己的技术和资源的全部优势,并在远程集中仪表式读取系统中起着重要作用。它全面设计了为更优化和安全的远程集中仪读数系统设计电路保护解决方案,以供智能仪表AMR,收集器和中央器设计工程师设计参考。
远程计量系统的组成
浓缩计量系统通常由四个级别组成:末端智能电表(水,电力,气体和热量),收集器,集中器和后端主站,如下图所示。
智能电表
端子智能计,智能电表是最接近用户的最接近的端子,甚至是家庭计量器,例如智能电表,水表,燃气表和热量表,用于在北部地区加热。

图2智能电力,气体,水和热量表的样本图(图像来源在线)
智能终端计的主要功能是执行终端计量和收费控制管理,从用户终端收集有关电力,水,气和热量使用的信息,并向用户(例如使用,当前的步骤价格,预处理平衡等)向用户显示相关信息。
从用户终端收集的信息需要实时(或部分)从收集器到服务器后端上载,并且管理后端还需要发布相关的费用控制或安全身份验证管理指令,因此,智能终端表还对通信模块进行了整合,并且常见的终端仪表采用了诸如RS485,Power Carrier and Infrared。如图3所示,智能仪表的组成的框图。
Yint为智能电表,智能水表,智能气表和智能热量表的电源管理和通信电路设计了可靠,完整的电路保护解决方案,并根据各种测试标准拥有相关的测试数据,并欢迎智能终端仪表设计工程师的咨询和参考。
2.2收集器
智能终端仪表通常为每个家庭一米,一些单元建筑物使用集中式仪表安装,即在一个位置整齐地米米。在这种情况下,可以应用收集器以中央收集每个仪表的数据。通常,在附近安装收集器,并通过收集仪表脉冲或通信方法(例如RS232)(可以根据米数选择不同类型的收集器)来管理12、32或64米,然后通过电力载体从这些仪表上上传数据。
这还可以降低终端仪表的复杂性和整体成本。如图4所示,收集器的主要功能是将收集命令发送到终端仪表,并通过无线GPRS或有线手段从终端计中接收预处理的信息,以将其上传到集中器或服务器云。

图4远程集中计量系统收集器的组件的框图
收集器和智能终端表通常使用RS485,电源载体,MBU和其他方法进行命令和数据通信,并且高级集中器可以使用GPRS,4G,PSTN,Ethet,Ethernet,NB-iot,Lora,Lora和其他有线或其他有线或无线网络来进行数据通信。
2.3集中器
集中器是远程集中仪读数系统的中央管理和控制设备。它负责定期阅读终端数据,系统命令传输,数据通信,网络管理,事件记录,水平数据传输和其他功能。该功能与上述集合函数分开。
2.4后台主站(服务器,数据管理,云)
后台主站用于管理接口,例如任务管理,数据查询,充电等。
如下图所示,无线远程水表的系统体系结构和管理平台功能:

图5智能水表组件的框图
3。远程收集器系统的保护电路
Yint设计远程收集器系统终端智能电表,收集器和集中器的硬件电路的保护解决方案,通过分析可能的电磁兼容性风险,例如闪电打击,冲浪,电源和静态电力,例如电源和信号接口,从而提供全面有效的电路保护解决方案。主要方案是:
3.1电压采样和采集电路
对于智能仪表,需要电压收集,而单相和三相仪表的电压和采样方法则不同。下图显示了单相计的电压采集输入端子。

图6单相智能电表电压采集输入
Yint建议使用各种物质进行输入过电压保护。推荐的型号是14D或20D产品,电压为470V(单相220V)〜820V(三相380V):

表1 Yint的14d和20d变量的选定参数
3.2当前采样采集电路
在当前智能电表的当前收集输入端,电视通常用于电涌保护,以保护随后的计量芯片。

图7智能电表电流收集输入接口电路
Yint推荐电视型号为SMBJ6.5CA或P6SMB6.8CA。它的一些参数如下:

表2 Yint SMBJ6.5CA和P6SMBJ6.8CA的选定参数
3.3电源线载体通信的PLC接口电路
电源线载波PLC(电源线通信)具有许多应用程序方案。载波电路通过FSK和其他方法将通信信号加载到电源线,并通过电源线接收从其他系统传输的信号,并解调相关数据。
下图显示了电源载体接口电路。

图8电源载体接口电路

表3推荐的电源载体接口电路的设备
3.4 RS485通信接口电路
RS485通信通常在收集器和智能计之间,或者在收集器和集中器之间使用。由于复杂且不可控制的电磁环境,RS485芯片通常受到冲浪和静电冲击的影响,从而损坏了系统或组件。

数字。 9 RS485通信接口保护电路的示意图
Yint建议使用ESDSM712静电保护设备RS485通信端口。 ESDSM712采用7V,12V不对称的内部结构,可以抑制公共模式12V的静电或激增,而差异模式为RS485双线。主要参数是:


表4 ESDSM712保护设备的选定参数
3.5芯片电源保护
对于系统中的关键芯片,电视的电源输入端子可以使用PS级响应速度和电视的精确夹紧特性来保护芯片的电源端子免受激增的影响。

图10主芯片电源保护电路的示意图
Yint建议为主MCU电源方面的电涌保护设备:SMF5.0CA

表5 SMF5.0CA的选定特征参数
3.6无线通信天线保护
对于收集器或集中器的无线通信模块,通常有必要在天线界面端执行静电保护,以防止天线端的静电干扰,从而影响无线通信模块的正常操作。

图11天线收发器模块保护电路的示意图
Yint建议使用低容量的小包装静电保护设备ESDLC5V0D9B,包装为SOD923,电容低至0.5pf,并且静电可以达到±30kV。
4。摘要
随着物联网的开发,为远程集中仪读取系统开发了越来越多的物联网仪表,并且通信模式发生了许多变化。 Yint还一直在跟踪技术趋势,并专用人类和物质资源在新的应用方案下研究保护解决方案,以为所有技术工程师提供设计参考。
5。参考
(轻微地)
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