کنتور هوشمند چگونه کار می‌کند؟ نگاهی به فناوری کنتورینگ هوشمند

کنتور هوشمند در عمل چگونه کار می‌کند؟ این دستگاه از شبکه برق نمونه‌برداری می‌کند، آن نمونه‌ها را به مقادیر دیجیتال انرژی تبدیل می‌نماید و سپس این مقادیر را به سیستم دیگری منتقل می‌سازد. سایر ویژگی‌ها، از اعتبار پیش‌پرداخت گرفته تا گزارش‌های از راه دور، همگی بر روی همین زنجیره عملکردی بنا شده‌اند.

این مقاله این زنجیره عملکردی را به ترتیب بررسی می‌کند. شما خواهید دید که دقت اندازه‌گیری از کجا می‌آید، داده‌ها کجا ذخیره می‌شوند و بیشتر ایرادهای میدانی از کجا آغاز می‌گردند. برای دید کلی خرید، ابتدا بررسی ما را در مورد کنتورهای هوشمند انرژی مطالعه کنید.

مرحله نمونه‌برداری در کنتور هوشمند چگونه کار می‌کند

هر پاسخی به سوال چگونگی عملکرد کنتور هوشمند با دو سیگنال آغاز می‌شود. یک تقسیم‌کننده ولتاژ، ولتاژ شبکه را به سطحی کاهش می‌دهد که مدارهای الکترونیکی قادر به خواندن آن باشند. یک مقاومت شنت یا ترانسفورماتور جریان نیز همین کار را برای جریان انجام می‌دهد.

این سیگنال‌ها به صورت آنالوگ باقی می‌مانند، بنابراین کنتور باید آن‌ها را تبدیل کند. یک مبدل آنالوگ به دیجیتال، نمونه‌های سریعی از هر دو کانال برداشت می‌کند. نرخ نمونه‌برداری اهمیت دارد، زیرا نرخ بالاتر موجب تشخیص موج شکل دارای اعوجاج می‌شود. دستگاه‌های جوشکاری و درایوهای سرعت متغیر، شکل موج را دچار اعوجاج می‌کنند و نرخ نمونه‌برداری پایین نیز در نتیجه انرژی را به اشتباه محاسبه خواهد نمود.

کنتور همچنین باید بخش اندازه‌گیری را از بخش ارتباطی جدا کند، که این کار هم از قرائت شما و هم از کارکنانتان محافظت می‌نماید. به طور خلاصه، کنتور هوشمند در این مرحله اول چگونه کار می‌کند؟ این دستگاه یک شبکه برق خطرناک را به یک سیگنال کوچک، ایمن و قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند.

تراشه کنتورینگ و کلاس دقت اندازه‌گیری

یک تراشه اختصاصی کنتورینگ، عملیات محاسباتی را انجام می‌دهد. این تراشه ولتاژ را در جریان ضرب می‌کند تا توان به دست آید، سپس توان را در طول زمان انتگرال می‌گیرد تا انرژی محاسبه شود. نتیجه به صورت کیلووات‌ساعت ذخیره می‌گردد.

دقت کنتور هوشمند به آن تراشه، به زنجیره نمونه‌برداری و به کالیبراسیون پس از آن بستگی دارد. کنتور کلاس 1 دارای بازه خطای محدودتری نسبت به کنتور کلاس 2 است. در محل اجرا، این تفاوت به صورت اختلاف کوچکی بین قرائت کنتور و استاندارد مرجع نمایان می‌شود.

کالیبراسیون این شکاف را برطرف می‌کند. کارخانه یک بار مشخص اعمال می‌کند، خروجی کنتور را با مرجع مقایسه نموده و یک تصحیح را در حافظه ذخیره می‌سازد. بنابراین، از هر تولیدکننده کنتور هوشمند بپرسید که کالیبراسیون چگونه انجام می‌شود و این سوابق چگونه نگهداری می‌گردد.

ریزپردازنده: تعرفه‌ها، ذخیره‌سازی و کنترل بار

ریزپردازنده اندازه‌گیری‌ها را به مقادیر قابل صدور صورت‌حساب تبدیل می‌کند. این دستگاه جدول تعرفه را اعمال می‌نماید که قیمت هر بازه زمانی در طول روز را مشخص می‌کند. همچنین این مقادیر را در حافظه می‌نویسد، تا خرابی ارتباطی نتواند مصرف روزانه شما را پاک کند.

طراحی حافظه نیازمند پرسش دارد. کنتوری که فقط مجموع در حال اجرا را ذخیره می‌کند، جزئیات پشت آن را از دست می‌دهد. کنتوری که پروفایل بار چرخشی را نگه می‌دارد، می‌تواند پس از قطعی برق صورت‌حساب را بازسازی نماید. بنابراین، تایید کنید که کنتور چند روز داده پروفایل را نگه می‌دارد.

کنترل بار در همان ریزپردازنده قرار دارد. وقتی اعتبار به آستانه تعیین شده کاهش می‌یابد، ریزپردازنده به رله داخلی سیگنال می‌دهد که باز شود. همین روند از محدوده حداکثر تقاضا نیز پشتیبانی می‌کند، که از شبکه برق مشترک محافظت می‌کند. در عمل، کنترل بار یک دستگاه اندازه‌گیری را به یک دستگاه مدیریتی تبدیل می‌نماید.

ارتباطات: از باس RS485 تا قرائت کنتور LoRa

داده‌ها از طریق یک پورت انتخابی از کنتور خارج می‌شوند. یک کنتور انرژی RS485 از یک باس دو سیمه سیمی و یک پروتکل ساده مانند Modbus یا DL/T 645 استفاده می‌کند. این باس برای کابینت‌ها، اتاق‌های کنترل و هر مکانی که کابل از قبل وجود دارد مناسب است. استفاده از آن ارزان است و عیب‌یابی آن آسان می‌باشد.

پیوندهای بی‌سیم بقیه موارد را پوشش می‌دهند. WiFi برای ساختمانی با شبکه موجود قوی مناسب است. یک ماژول سلولی شبکه محلی را به کلی حذف می‌کند، که برای کابینت دورافتاده یا ستون کناری جاده مناسب است. LoRa سیگنال کم‌توان را در مسافت طولانی پخش می‌کند، بنابراین قرائت کنتور LoRa از طریق یک دروازه نصب شده روی سقف به واحدهای زیادی دسترسی می‌یابد.

هر پیوند یک سازش خاص خود را دارد. پیوندهای سیمی هزینه کابل و نیروی کار را دارند اما طرح داده ندارند. پیوندهای بی‌سیم هزینه طرح را دارند اما کابل ندارند. بنابراین، پیوند را از چیدمان محل خود انتخاب کنید، نه از برگه مشخصات فنی.

دروازه و پلتفرم چه عملکردی اضافه می‌کنند

کنتور به ندرت به تنهایی با فضای ابری ارتباط برقرار می‌کند، بنابراین چگونگی کار کنتور هوشمند به ندرت در خود کنتور متوقف می‌شود. یک دروازه بین آن‌ها قرار می‌گیرد، گروهی از کنتورها را خوانده و مجموع داده‌ها را به بالا ارسال می‌کند. ترمینال دروازه داده توان در مجموعه ما، کنتورها را از طریق LoRa خوانده و داده‌ها را از طریق 4G به بالا گزارش می‌دهد. این دستگاه همچنین دارای یک روند ارسال مجدد است، بنابراین بسته داده از دست رفته بازیابی می‌شود تا از بین نرود.

یکپارچه‌سازی جایی است که پروژه‌ها دچار مشکل می‌شوند. زودتر بپرسید که پلتفرم چه پروتکلی را انتظار دارد، چگونه آدرس‌ها تخصیص داده می‌شوند و وقتی پیوند برای یک روز از کار می‌افتد چه اتفاقی می‌افتد. این تصمیم می‌گیرد که آیا شما به بافر محلی نیاز دارید یا خیر. یک واحد ریل DIN مانند کنتور انرژی سه فاز ریل DIN 4G ما، پیوند سلولی خود را دارد. این امر دروازه را در نقاط تک‌نقطه‌ای حذف می‌کند.

راه‌اندازی و ایرادهای رایج میدانی

با این حال، بیشتر ایرادهای میدانی به چهار علت برمی‌گردند. سیگنال ضعیف، معمولاً به این دلیل که درب کابینت آنتن را مسدود می‌کند. آدرس اشتباه در باس مشترک، که تمام کنتورهای آن را بی‌صدا می‌نماید. ترمینال جریان شل، که قرائت ناپایدار تولید می‌کند. رله ضعیف، که کنترل بار را بدون هشدار متوقف می‌نماید.

طراحی خوب هر چهار مورد را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، یک لاگ رویداد هر قطع و وصل را ثبت می‌کند، بنابراین می‌توانید ایراد را پس از آن ردیابی کنید. کنتور انرژی الکترونیکی سه فاز چهار سیم ما، دقت انرژی فعال را نزدیک به 0.2 ± درصد ارائه می‌دهد. این به مهندس راه‌اندازی عددی می‌دهد تا آن را تایید کند.

پرسش‌های متداول

آیا کنتور هوشمند در زمان قطعی برق کار می‌کند؟ خیر، بدون تغذیه نمی‌تواند اندازه‌گیری کند. با این حال، یک تراشه ساعت و یک باتری پشتیبان، زمان و داده‌های ذخیره شده را فعال نگه می‌دارند.

آیا یک کنتور انرژی RS485 و یک کنتور بی‌سیم می‌توانند یک سیستم را به اشتراک بگذارند؟ بله. بسیاری از سایت‌ها از یک باس سیمی در داخل ساختمان و یک پیوند بی‌سیم بین ساختمان‌ها استفاده می‌کنند. یک دروازه این دو را پل می‌زند، تا زمانی که هر دو طرف یک پروتکل را به اشتراک بگذارند.

چه چیزی مانع از قطع اشتباهی تغذیه توسط کنتور پیش‌پرداخت می‌شود؟ یک آستانه هشدار. کنتور قبل از رسیدن اعتبار به صفر، به ساکن هشدار می‌دهد و کنترل بار فقط در صفر رله را باز می‌کند. شما این آستانه را در پلتفرم تنظیم می‌کنید.

کناتور هوشمند به طور کامل چگونه کار می‌کند؟ مدارهای نمونه‌برداری شبکه را می‌خوانند، یک تراشه کنتورینگ انرژی را محاسبه می‌کند، یک ریزپردازنده آن را ذخیره و قیمت‌گذاری می‌کند و یک پیوند ارتباطی آن را منتقل می‌سازد. هر مرحله یک قابلیت اضافه می‌کند که شما می‌توانید آن را مشخص نمایید.

اگر پروژه شما همچنین شامل مجتمع‌های مسکونی یا کف کارخانه‌ها باشد، راهنمای کنتورهای هوشمند انرژی، ترتیب خرید را پوشش می‌دهد. الزامات خود را برای ما ارسال کنید و ما مدل، پروتکل و تعداد دروازه را تایید خواهیم کرد.