Анализ литературно-патентных исследований

На мировом рынке измерительной техники представлено достаточно большое число разнообразных измерителей ПКЭ. Их производством занимаются такие известные зарубежные фирмы как LEM (Швейцария), Fluke (США), Voltech (Англия), отечественные - Интехэнерго-Информ (г. Москва), НПП Марс-Энерго (г. Санкт-Петербург), Парма (г. Санкт-Петербург), НЦ Линвит (г. Москва), ООО «НПФ «Солос-С» (г. Москва), ЗАО «Прист» (РФ), «АЛАН АБРИС» (г. Пенза), НПО «АГАТ» (г. Минск). Недостатком всех существующих на сегодняшний день решений является их высокая цена, у зарубежных приборов - еще и отсутствие согласования с отечественным стандартом.

На основе измерителей ПКЭ возможно построение измерительных систем (СИ ПКЭ). Такая система представляет собой терминал, устанавливаемый непосредственно в точке контроля. Производится долговременный контроль ПКЭ (мониторинг) с передачей результатов контроля по какому либо интерфейсу.

Обобщённая функциональная схема терминалов представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Обобщённая функциональная схема терминалов.

Основное назначение терминалов - выделение из исходных сигналов необходимой информации - характеристик (показателей) электрической энергии. Полученная информация либо используется на месте оператором посредством О, либо передаётся в верхний уровень системы посредством Т, либо регистрируется Р с целью последующего анализа.

Терминал как прибор состоит из структурных элементов - устройств. На рисунке 1.2 представлена обобщённая структурная схема терминала.

Рисунок 1.2 - Обобщённая структурная схема терминалов:

Наиболее ответственная часть любого СИ - измерительный канал. Так обычно принято называть группу устройств, реализующую функции измерения. На рисунке 1.2 это ВхЦ+АЦП+КонтрВ. ВхЦ адаптируют входные сигналы к возможностям АЦП: защищают электронные схемы от перенапряжённых состояний входа, масштабируют сигналы, «очищают» от неинформативных параметров и др. На рисунке 1.3 показаны функциональное назначение устройств, которые включены в состав ВхЦ.

Рисунок 1.3 - Функциональный состав входных цепей

Измерительный канал обуславливает метрологические свойства СИ. При этом, элементы ВхЦ+АЦП его структуры «насыщают» в основном инструментальную составляющую погрешности, а элемент КВ - методическую.

В частных, особо простых случаях функции контроллеров В и У могут быть совмещены.

Структурная схема изделия дополнена «паразитным» элементом - «окружающая среда». Этот элемент всегда следует учитывать при проектировании.

Из рисунка 1.2 видно что обязательным элементом схемы терминала является устройство гальванической развязки УГР.

УГР может выполнять в изделии до четырех функций:

гальваническое разделение входных каналов;

защиту части схемы (левой) от аварийных воздействий;

защиту удалённых потребителей информации от аварийных воздействий;

защиту чувствительной части схемы от помех, вызываемых другими схемами.

УГР важный структурный элемент изделия, от него во многом зависит, как себестоимость аппаратной части, так и стоимость эксплуатационных затрат.

На рисунке 1.2 показаны возможные места расположения УГР.

Наиболее правильное, но, одновременно, и самое дорогое расположение УГР - в аналоговых цепях устройства адаптации. Компромиссное расположение - между АЦП и КВ. Удобный вариант также между КВ и КУ. УГР, расположенное только в ДПИ/КПИ, защищает информационную сеть, совершенно не заботясь о собственно терминале.

На рисунке 1.4 - 1.7 представлены актуальные структурные схемы терминалов (пульты, регистраторы и преобразователи питания на схемах опущены).

На схемах особо выделены расположения АЦП, УГР и возможные варианты интерфейсов. Типы интерфейсов, перечисленные в скобках, характерны для измерительных модулей (см. далее). Во всех схемах функции вычисления и управления разнесены по двум контроллерам, что в ряде простых решений совмещается. Рассмотрим варианты подробнее.

На рисунке 1.4 представлены четыре структурных варианта, групповым признаком которых является использование вычислительного контроллера со встроенным АЦП. Такое решение предоставляет важное преимущество - время преобразования дискретизируемых значений входных сигналов может быть существенно уменьшено. Объективные недостатки таких контроллеров - ограниченные метрологические свойства и сложность гальванического разделения каналов. Как правило, такие контроллеры содержат один АЦП с коммутатором на входе, что для ряда задач не позволяет снимать дискретизированные данные одномоментно (синхронно). В конечном итоге это может приводить к дополнительным погрешностям при обработке.

Интересное из раздела

Взаимодействие сигналов контроля в сети NGSDH с трактами VC-12
Телекоммуникации всегда были одной из бурно развивающихся отраслей. С момента зарождения и до нашего времени, сети электросвязи прошли через целый ряд революц ...

Исследование блока усилителя промежуточной частоты изображения
Телевизор «Электроника Ц-432» - переносный телевизионный приемник цветного изображения - выпускается в настольном оформлении с различными вариантами отделки кор ...

Расчет системы электропитания и ее элементов
Цель работы: составить по заданным условиям задания один из вариантов системы электропитания с расчетом и выбором ее элементов. Электропитание любой сис ...