Схема взаимодействия аппаратных средств и программного обеспечения для организации учета электроэнергии в системах контроля и управления технологическими циклами.

Для измерения параметров электроэнергии используются модификации счетчиков электрической энергии Альфа или Альфа Плюс фирмы АББ ВЭИ Метроника. Электросчетчики по местам их расположения объединяются в объекты контроля путем подключения к адаптерам АББ или мультиплексорам-расширителям МПР-16М при помощи интерфейсов ИРПС, RS-422/485 или нульмодемного с соответствующими преобразователями. В объект контроля могут входить до 31 мультиплексора-расширителя и до 16 счетчиков на каждый мультиплексор. Каждый из таких объектов подключается к разным СОМ-портам IBM РС-совместимого контроллера по физическим линиям или каналам связи (витой паре, оптическим, телефонным и/или радиоканалам и другими).

IBM РС-совместимый контроллер при помощи драйвера может один обслуживать все объекты: счетчики или группы счетчиков, опрашивая одновременно в параллельном режиме до 8 линий последовательной связи. v обмена по интерфейсу токовая петля и RS-232 — 300, 1200, 2400, 4800, 9600 бод. Для обмена с модемами – 19200 бод.

Контроллер должен быть совместим с 80386 циклором и выше, иметь математический социклор.

IBM РС-совместимые контроллеры нижнего уровня при помощи локальной вычислительной сети (ЛВС) присоединяются к РС верхнего уровня. Для поддержки связи по ЛВС используется любое ПО, поддерживающее протокол NetBIOS: Lantastic, NWLite, сетевые компоненты Windows 3.11 и т.д.

Вспомогательное программное обеспечение контроллера передает информацию от счетчиков к РС верхнего уровня. На РС, работающей под управлением Windows NT, возможно в автоматическом режиме выполнение различных задач, таких как: отображение и хранение принимаемой информации, управление базами данных, контроль технологических циклов, поддержка единого астрономического времени во всей системе, отслеживание внештатных или запланированных событий в системе.

Функции драйвера для обмена данными м. счетчиками АЛЬФА и вспомогательным ПО IBM РС-совместимого контроллера Драйвер, устанавливаемый на контроллере нижнего уровня (MS-DOS версии 6.22 и выше), обеспечивает в требуемом формате обмен информацией м. счетчиками электрической энергии и вспомогательным программным обеспечением контроллера. Параметры электроэнергии выдаются по требованию или за указанные фиксированные интервалы времени. Период опроса параметров каждого счетчика для драйвера под Микро МРВ ТРЕЙС МОУД задается индивидуально для каждого параметра от 1 секунды и выше. Реально возможный минимальный период опроса счетчика зависит от конфигурации аппаратных средств. При помощи драйвера в счетчиках может быть установлено требуемое время. Драйвер обеспечивает получ. информации о следующих параметрах, характеризующих электропотребление предприятия / участка / установки: Дата счетчика – число, месяц, год Время счетчика – часы, минуты, секунды ЭнАкПотр - энергия активная потребляемая, ЭнАктВыд - энергия активная выданная, ЭнРеак1 - реактивная энергия 1 квадранта, ........... ЭнРеак4 - реактивная энергия 4 квадранта.

Дополнительно выдается информация по выше перечисленным энергиям по четырем тарифным зонам: А, В, С, D. A_ЭнАкПт - тариф А, энергия активная потребляемая B_ЭнАкПт - тариф B, энергия активная потребляемая C_ЭнАкПт - тариф C, энергия активная потребляемая D_ЭнАкПт - тариф D, энергия активная потребляемая A_ЭнАкВд - тариф А, энергия активная выданная; B_ЭнАкВд - тариф B, энергия активная выданная, C_ЭнАкВд - тариф C, энергия активная выданная; D_ЭнАкВд - тариф D, энергия активная выданная A_ЭнРеа1 - тариф А, реактивная энергия 1 квадранта, B_ЭнРеа1 - тариф B, реактивная энергия 1 квадранта, C_ЭнРеа1 - тариф C, реактивная энергия 1 квадранта, D_ЭнРеа1 - тариф D, реактивная энергия 1 квадранта, ........... D_ЭнРеа4 - тариф D, реактивная энергия 4 квадранта.

Список параметров может модифицироваться в зависимости от типа используемого счетчика. В драйвере заложена принцип. возможность в режиме реального времени отслеживать цикл обмена данными со счетчиками. Поэтому для каждого счетчика и для каждого порта по желанию выдается информация об их текущем состоянии и о цикле обмена информацией с каждым из них. О счетчике выводится информация как из самого счетчика:

— внутренняя ошибка счетчика,
— предупреждения счетчика,
— информация о событиях после последнего опроса счетчика,
— так и информация о ходе обмена счетчика и контроллера. Для СОМ-портов по запросу выдается аналогичная информация о цикле обмена, аппаратных ошибках, № опрашиваемого счетчика. Для счетчиков Альфа Плюс выдается ряд параметров для оценки качества потребляемой электроэнергии в заданный момент времени:

— частота сети
— напряжение для фаз А, В, С
— ток для фаз А, В, С
— полная мощность по фазам А, В, С - VA (вт)
— активная мощность по фазам А, В, С - W (вт)
— k мощности ( cos ?? ) по фазам А, В, С
Количество возможных параметров ограничено приведенным выше списком. В дальнейшем список будет расширен. При первом обращении ПО под ТРЕЙС МОУД к драйверу проверяются все внешние каналы в Базе каналов ТРЕЙС МОУД и пользователю сообщается об ошибках в их описании.

Пример реализации резидентного драйвера для взаимодействия с ПО контроллера, созданного на базе Микро МРВ ТРЕЙС МОУД

Предлагаемый вариант драйвера предназначен для организации обмена данными счетчиков семейства АЛЬФА с прикладными программами, созданными средствами системы Микро ТРЕЙС МОУД версии 5.05, работающей под управлением операционной системы MS-DOS на базе IBM PC-совместимого контроллера.

Проект под ТРЕЙС МОУД обменивается информацией с драйвером посредством внешних каналов. Для каждого такого канала задается, так называемый, удаленный адрес, однозначно описывающий параметр, порядок и характер действия, производимого с параметром. При описании внешнего канала задается период опроса параметра. Итак, идентификационные параметры, вся требуемая от счетчиков информация и все действия со счетчиком описываются посредством задания соответствующих удаленных адресов.

Длина удаленного адреса составляет 28 бит.

Удаленный адрес состоит из 4 полей:

N Поpта — имеет значения от 0 до 7.

N Счетчика — связной номер счетчика, может принимать значения от 1 до 255.

Тип канала — служебный, канал ошибки, канал данных.

Название _Параметра — младшие восемь разрядов в удаленном адресе. В этом поле проставляется название параметра, который надо считать со счетчика. Список параметров приведен выше.

Прикладное программное обеспечение (ППО), работающее на контроллере под управлением исполнительной системы Микро МРВ ТРЕЙС МОУД, настраивается на систему пользователя посредством описания удаленных адресов в Базе каналов ППО

Для обеспечения связи PC верхнего уровня с электросчетчиками необходимо установить: На РС верхнего уровня (Windows NT)

— ПО пользователя под управлением исполнительной системы ТРЕЙС МОУД версии 5.0 Оно обеспечивает обмен информацией по ЛВС с проектом под Микро МРВ ТРЕЙС МОУД, установленном на контроллере. Многопортовую (RS-23 плату С104 фирмы МОХА в ISA слоте крейта —. для связи со счетчиками по нескольким линиям связи в параллельном режиме. На IBM PC-совместимом контроллере, установленном в том же крейте:

— MS-DOS версии 6.22 или выше,
— ПО для реализации обмена по ЛВС,
— драйвер многопортовой платы,
— ППО под исполнительную систему Микро МРВ ТРЕЙС МОУД версии 5.0 настроенную Базу внешних каналов в ППО под Микро МРВ ТРЕЙС МОУД подготовленный файл конфигурации драйвера. В нем указывается количество и параметры СОМ-портов, количество счетчиков и т.д. предлагаемый нами драйвер. Драйвер является резидентной невыгружаемой программой.

Структурная схема системы технологического контроля энергопотребления

Источник: http://www.antrel.ru/