SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Современные и испытанные. Многофункциональные счетчики РМ130 и ЕМ133

Интеллектуальные счетчики PM130 и EM133 – многофункциональные приборы, обеспечивающие работу современных сетей учета и контроля. В статье подробно рассказано о функциональных возможностях этих устройств, пользующихся заслуженной популярностью у потребителей.

SATEC LTD, г. Иерусалим,
ООО «Энергометрика», г. Москва

Energometrika_site.gif        Satec-Ltd.jpg


Контрольно-измерительное оборудование

Контрольно-измерительные приборы в электроэнергетике прошли эволюцию от простых амперметров и вольтметров до сложных многофункциональных приборов, контролирующих все параметры сети и нагрузки.

На первом этапе классические стрелочные приборы стали заменять цифровыми мультиметрами, которые измеряли несколько электрических параметров и передавали их по линии связи по стандартным протоколам на различные серверы, контроллеры и диспетчерские пункты.

В самом начале эры цифровых мультиметров было два основных показателя качества – точность и наличие стандартных протоколов связи. Позже пользователи стали придавать особое значение единству измерений во времени – то есть единой метке времени для всех приборов, установленных на объекте. Возникла и еще одна проблема: понадобилось повысить надежность каналов связи и хранить данные в памяти прибора, в первую очередь это было связано с наделением мультиметров функциями счетчиков учета энергии. Таким образом, классический стрелочный прибор эволюционным путем превратился в многофункциональный счетчик – МИП, который измерял, вычислял и хранил все основные параметры электрической сети, включая базовые параметры качества электроэнергии, а также профили нагрузки и данные по пиковому потреблению мощности.

Развитие современной микропроцессорной техники привело к установке в электрическую ячейку множества различных устройств сбора данных. На определенном этапе появилась возможность объединить функции контроля и измерения в едином приборе, который можно назвать контроллером ячейки. Важно отметить, что измерительные приборы изначально были рассчитаны на очень жесткие требования в области электромагнитной совместимости, электрической прочности, вибрации, а также к условиям окружающей среды (температура, влажность), которые предъявляются к счетчикам электрической энергии ГОСТ Р 52320-2005 (МЭК 62052-11:2003) и на которые обычные контроллеры и модули ввода/вывода были не рассчитаны. Это связано с тем, что вначале счетчики устанавливали в электрических щитах, в непосредственной близости от токоведущих шин.

В результате многофункциональный счетчик был наделен функциями ввода/вывода дополнительных сигналов для сбора всей информации с электрической ячейки – и это можно считать третьим этапом в его развитии.

И наконец, на четвертом этапе появились приборы, которые стали фундаментом «умной» сети – smart grid. Это интеллектуальные электронные устройства, которые сочетают в себе функции МИП, счетчика, прибора для контроля КЭ, релейной защиты, управления, – многофункциональность вышла на новый уровень. После внедрения протокола МЭК 61850 измерительный прибор не просто отдает данные серверу или контроллеру, он сам является активным участником коммуникационной сети и может опрашивать сторонние устройства. У него большой объем памяти, он умеет выстраивать сложные логические связи и управлять современной электрической подстанцией.

Рис.1.png

Рис. Эволюция контрольно-измерительного оборудования электрической подстанции

Измерительные приборы израильской компании SATEC способны решать все задачи в современных сетях. Рассмотрим подробно устройство и функциональные возможности приборов фирмы, входящих в серии PM130 PLUS и ЕМ133.


Серия PM130 PLUS

Компания SATEC предлагает контроллер ячейки на базе приборов серии РМ130 PLUS. Это одно из самых популярных в СНГ устройств для построения систем телемеханики, АСДУ, технического учета. Существует несколько модификаций данного прибора: PM130P PLUS, PM130E PLUS, PM130EH PLUS. Остановимся на модели PM130EH PLUS, как самой востребованной и наделенной наибольшими возможностями.

Рис.2.png

Рис. PM130EH PLUS. Общий вид прибора

У PM130EH PLUS три входа напряжения и три полностью гальванически изолированных входа тока. С прибором применяются внешние трансформаторы тока и, при необходимости, напряжения. Метрологические характеристики прибора соответствуют классу точности 0,5S согласно ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003).

Важное преимущество PM130 PLUS – наличие в стандартной версии прибора порта связи RS‑485 (протоколы ASCII, Modbus и DNP3.0), что позволяет использовать его в различных системах сбора и передачи данных. Математическую обработку сигналов обеспечивает мощный внутренний процессор с внутрен­ней энергонезависимой памятью. Имеются часы реального времени. В журнале для записи данных пользователь может выбрать до девяти параметров (таких как ток, напряжение, мощность, энергия). Свободной памяти прибора хватает примерно на 1300 записей.

C учетом функций, необходимых пользователю, прибор PM130 PLUS может быть дополнен одним из следующих модулей:
1. Дискретные входы (входы состояния) + релейные выходы (DI). Этот модуль имеет четыре или двенадцать оптически изолированных дискретных входа типа «сухой контакт» и два или четыре релейных выхода. Используется для сбора дискретной информации о состоянии устройств релейной защиты и автоматики, для получения импульсов от счетчиков электрической энергии или других приборов, для внешней синхронизации времени, а также для подачи импульсов, сигналов аварийной сигнализации и управления.
2. Аналоговые выходы (AO). При помощи этого модуля прибор получает оптически изолированные аналоговые выходы с различными рабочими диапазонами (измерительные преобразователи тока); имеется внутренний источник питания 24 В.
3. Порт Ethernet позволяет использовать в дополнение к стандартным ASCII, Modbus и DNP3.0 протоколы передачи данных Modbus TCP и DNP3 TCP, а также МЭК 60870-5-104 и МЭК 60870-5-101/104.
4. Порт Profibus также позволяет расширить возможности передачи данных.
5. Модуль «Многотарифная система учета электроэнергии» дает возможность вести учет электроэнергии по различным тарифам с учетом сезона, типа дня (будни/выходной) и времени суток (на сутки можно установить до восьми значений времени переключения тарифа). В состав модуля входят часы высокой точности, дополнительная батарея (сохраняющая питание часов до пяти лет) и четыре оптически изолированных дискретных входа типа «сухой контакт», предназначенных для сбора дискретной информации.

PM130 PLUS имеет небольшие размеры (114 × 114 × 109 мм), массу (0,7 кг) и подходит для монтажа в четырехдюймовый круглый вырез либо в квадратный вырез 92 × 92 мм (что позволяет устанавливать его на имеющихся панелях взамен устаревших или вышедших из строя приборов). Также можно заказать прибор в специальном исполнении для монтажа на DIN-рейку.

Все настройки прибора производятся непосредственно через панель дисплея либо через порты связи с помощью программы PAS. Эта русскоязычная программа поставляется бесплатно со всеми приборами фирмы SATEC, устанавливается на компьютере пользователя и обеспечивает множество полезных функций: дистанционное управление прибором, накопление и обработку получаемых данных и другие. Связь с прибором осуществляется через порт RS‑485 или через дополнительный порт (Ethernet или Profibus).

Модель PM130ЕН PLUS позволяет также получать и просматривать в реальном времени формы кривых токов и напряжений, то есть способна работать в режиме осциллографа. Кривые могут быть показаны как по отдельности, так и по разным фазам одновременно, а также как граф действующих значений, период за периодом, или как спектр гармоник. Это позволяет использовать прибор не только для измерений и постоянного мониторинга, но и для исследований качества электроэнергии.

С помощью диспетчера сохранения файлов программы PAS файлы событий, данных и осциллограмм могут сохраняться в компьютере в формате таблиц Microsoft Excel или баз данных Мicrosoft Access, что удобно для последующей обработки. Файлы загружаются в компьютер по требованию пользователя или автоматически по заданному расписанию – например, ежедневно, еженедельно или помесячно. Это позволяет получать долговременные профили данных.

Приборы серии PM130 PLUS имеют сертификат об утверждении типа измерения IL.C.34.004. A № 29545 от 4 декабря 2012 года и соответствуют требованиям российских и международных стандартов. Межповерочный интервал 8 лет.


ЕМ133

Другой прибор компании SATEC – ЕМ133 – был построен на базе прибора РМ130 PLUS и также совмещает в себе функционал нескольких устройств. Многофункциональный счетчик ЕМ133 стандартно оснащен двумя независимыми портами связи (RS‑485 и оптопортом с протоколом ModBus). В энергонезависимой памяти устройства могут сохраняться как накопленные значения электроэнергии, так и профили нагрузки с различными интервалами (от 1 до 60 минут). Памяти прибора хватает для хранения 15‑минутного профиля в течение 50 суток и 30‑минутного профиля более 90 суток. Многотарифная система учета TOU имеет 4 независимых тарифных регистра, фиксирует 4 типа дня, 4 сезона и дает возможность изменять тариф до 8 раз в сутки. EM133 оснащен высокоточными часами и автоматическим календарем с батареей.

Счетчик выпускается в четырех различных исполнениях согласно номинальному измеряемому току: под стандартные измерительные трансформаторы тока 1 А или 5 А, для прямого включения 100 А, под вход 40 мА и для подключения высокоточных трансформаторов тока SATEC. Независимо от исполнения счетчик соответствует классу 0.5S ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003) по точности. EM133 может быть запитан как от измеряемого напряжения, так и от независимого источника питания. Важно отметить широкий диапазон питающих напряжений: от 40 до 300 В постоянного и переменного напряжения.

Таблица. Характеристики приборов EM133 и PM130EH PLUS

таблица.png

Прибор монтируется и на панель, и на DIN-рейку. В любой момент на него можно установить дополнительный модуль, который позволяет наделить счетчик дополнительным функционалом. EM133 оснащен тремя независимыми журналами для регистрации событий, данных и учета электроэнергии по тарифам.

Прибор позволяет рассчитывать так называемую предсказанную мощность. Это качество позволяет гибко управлять распределением нагрузок на предприятии и таким образом экономить деньги. Прибор присваивает метки времени максимумам и минимумам по току, напряжению, частоте и мощности. Таким образом, можно с высокой точностью отследить время провала напряжения или перегрузки по току.

Многофункциональный счетчик ЕМ133 идеально подходит для построения системы SMART GRID на распределительных подстанциях. Он имеет внутренний ПЛК, состоящий из 16 программируемых уставок. При подключении дополнительного модуля прибор можно оснастить тремя программируемыми реле и шестью дискретными входами. Управление программируемым реле осуществляется как посредством программируемых уставок, так и с помощью команд, посылаемых из диспетчерского центра. По желанию заказчика прибор способен выполнять функции реле времени, реле обратной мощности, реле частоты, реле минимального напряжения и др. Он также может быть оснащен 4 независимыми аналоговыми выходами, что позволяет использовать данный измерительный преобразователь в классических системах телемеханики и телеуправления.

Приборы серии ЕМ133 имеют сертификат об утверждении типа измерения IL.C.34.004. A № 46511 от 7 июня 2012 года и соответствуют требованиям российских и международных стандартов. Межповерочный интервал 8 лет.

Система менеджмента качества SATEC LTD сертифицирована по международным стандартам ISO 9001:2000 и имеет сертификат соответствия директивам Евросоюза СЕ.


Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 2(44)_2013

М. М. Кац, инженер по продажам в странах СНГ компании SATEC, 
SATEC LTD, г. Иерусалим,

Д. П. Кнышук, Генеральный директор,
ООО «Энергометрика», г. Москва,
тел.: (495) 510‑1104,

RS232/485, до 76800 бод в эфире, 5-7 км, прозрачность для внешних протоколов