Цифровой измерительный преобразователь это: Многофункциональные измерительные преобразователи | Со склада

Измерительный преобразователь или цифровой прибор: что выбрать?

Журналы →
Статьи из журнала ««Нефть и Газ Сибири» №3(28) 2017 г.» →
Измерительный преобразователь или цифровой прибор: что выбрать?

Алексей Долженков, технический директор ОАО «Электроприбор»

Владимир Алексеев, ведущий научный сотрудник, к.т.н.

 

 

 

Единая техническая политика электросетевого комплекса ПАО «Россети» предусматривает проведение мероприятий в области метрологического обеспечения, одним из приоритетных направлений которого является модернизация парка средств измерений в электрических сетях.  Данная статья призвана помочь сориентироваться в выборе измерительных приборов, исходя из технических требований и бюджета.

 

 

 

 

Единой технической политикой электросетевого комплекса ПАО «Россети», утвержденной советом директоров ПАО (протокол № 252 от 22.02.2017 г.), предусмотрено проведение мероприятий по совершенствованию парка средств измерений (СИ), имеющих сверхнормативный износ. В частности, предусмотрена модернизация СИ, используемых для мониторинга технологических параметров оборудования и сетей. В качестве приоритетного направления модернизации предложена замена изношенных и устаревших СИ на многофункциональные СИ нового поколения (цифровые, имеющие возможность передачи сигнала на расстояние) с увеличенными межкалибровочным и межповерочным интервалами. (п.15.7.4. Технической политики).

Большинство цифровых электроизмерительных приборов и измерительных преобразователей имеют интерфейсы: RS­485 (протоколы Modbus RTU, МЭК 60870­5­101) и Ethernet (протокол Modbus TCP, МЭК 60870­5­104­2004). Кроме того, цифровые приборы нового поколения с функциями технического и коммерческого учета, а также контроля показателей качества электроэнергии поддерживают протоколы цифровой подстанции МЭК 61850­8.1.

Модернизация измерительного оснащения и перевод основной массы контролируемых параметров в цифровой формат сопряжены с заметными затратами. Однако в большинстве электросетей бюджет на проведение модернизации выделяется более чем скромный. В итоге перед персоналом сетей встает вопрос – какие электроизмерительные приборы применить, чтобы соответствовать требованиям Единой технической политики и уложиться в скромный бюджет?

Оценим финансовые затраты при проведении модернизации измерительного парка на базе цифровых приборов применительно к решению конкретных практических задач.

 

 

Измерение и передача данных

Для реализации данной задачи на рынке предлагается ряд цифровых измерительных преобразователей: тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока, частоты, активной и реактивной мощности, многофункциональный.

Достоинства данных изделий:

1) большой межповерочный интервал (~10 лет) позволяет существенно сократить затраты на поверку;

2) возможность объединения преобразователей в единую сеть с другими средствами измерения и передачи информации посредством линий с интерфейсами RS­485 и Ethernet;

3) наличие выходных унифицированных сигналов постоянного тока позволяет использовать данные преобразователи на объектах энергетики в автоматизированных системах (ТМ, ССПИ, АСУТП) различного года создания;

4) возможность перепрограммирования преобразователей под различные коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов с помощью ПО через ПК;

5) установка преобразователей на минимальном расстоянии от измерительных трансформаторов с экономией длины и уменьшением работ по монтажу силовых кабелей.

 

 

 

Измерение, отображение и передача данных

Следующий ряд изделий отличается от первого дополнительной возможностью визуального контроля измеряемых параметров, то есть  отображением измеряемых параметров на индикаторах. Для реализации этого предлагается два варианта решений.

1. Использование совместно с измерительным преобразователем модуля индикации (или цифрового табло). Такое решение предпочтительно в случаях, когда индикацию желательно разместить отдельно от места установки измерительного преобразователя. На рис. 1 представлена схема измерения, отображения и передачи данных в АСУТП с помощью применения электроизмерительных преобразователей и цифрового табло.

Преимущества данного решения:

1) возможность отображения на внешней индикации параметров наиболее значимых для контроля;

2) модули индикации не являются средствами измерения и в поверке не нуждаются;

3) возможность установки модулей индикации в любое время (при возникновении потребности в визуальном контроле) без затруднений для  персонала, так как для установки модулей индикации не требуется отключать ТТ и ТН.

2. Использование цифровых приборов с индикацией.

Цифровой прибор – это комплект из измерительного преобразователя и модуля индикации в едином корпусе. Цифровые электроизмерительные приборы оснащены портами с интерфейсом RS­485 (протоколы Modbus RTU, МЭК 60870­5­101) и/или Ethernet (протокол Modbus TCP, МЭК 60870­5­104­2004, МЭК61850­8.1). Схема измерения, отображения и передачи данных с помощью применения цифровых приборов с индикацией представлена на рис. 2.

Достоинства данного решения:

1) выполнение задач измерения, отображения и передачи данных в цифровом формате одним прибором;

2) широкая гамма измеряемых параметров и габаритных размеров позволяет решить любые задачи;

3) в приборах предусмотрена возможность перепрограммирования коэффициентов трансформации ТТ и ТН с помощью кнопок на передней панели, а также с применением ПО через ПК;

4) межповерочный интервал цифровых приборов (до 11 лет) позволяет сократить затраты на метрологическое обслуживание;

5) многофункциональные приборы дают возможность измерять более 2000 параметров трехфазной электросети.

Сравнивая перечисленные варианты решения задачи измерения параметров электросетей и передачи измеренных значений в цифровые сети, получаем следующую оценку их стоимостей:

1) сопоставимы по стоимости цифровой измерительный преобразователь и однопредельный цифровой измерительный прибор;

2) сопоставимы по стоимости  цифровой преобразователь + модуль индикации и цифровой измерительный прибор многофункциональный;

3) приборы первой стоимостной группы примерно в два раза дешевле приборов второй стоимостной группы.

Таким образом, потребители могут выбирать решение, исходя из предусмотренного бюджета  и требований технического задания на перевооружение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НГС №3 (28) август 2017 

Ек» — Цифровой измерительный преобразователь напряжения переменного тока Е-855Ц

Цифровой измерительный преобразователь напряжения переменного тока Е-855Ц

Назначение:

Преобразователи предназначены для преобразования напряжения переменного тока в унифицированный выходной сигнал постоянного тока или передачи результатов измерения с использованием порта RS-485.

Область применения: АСУ ТП энергоемких объектов, для контроля параметров электрических сетей.

Основные технические характеристики:

Пределы допускаемой основной погрешности	±0,5%
Перегрузочная способность по напряжению для Е 855 ЭС	до 1,5 крат
Длительность каждой перегрузки, с	0,5
Условия эксплуатации	при t= от -30°С до +60°С и относительной влажности до 95%
Время установления выходного аналогового сигнала при скачкообразном изменении сигнала от начального до любого значения внутри диапазона измерения, с, не более	0,5
Габаритные размеры, для Е 855-Ц/1-4, мм	120*110*75
Габаритные размеры, для Е 855-Ц/5-8, мм	120*110*130
Масса, кг, не более: одноканальных/двухканальных/трехканальных	0,5/0,8/1,1

Преобразователь по своему принципу действия не является источником радиопомех и не чувствителен к воздействию индустриальных радиопомех, не превышающих установленные нормы. Степень защиты корпуса преобразователя от воздействия окружающей среды IР5Х по ГОСТ 14254. По защите от поражения электрическим током преобразователь относится к классу защиты II.

Таблица основных параметров:

Тип и модификация	Диапазон преобразования входного сигнала	Номинальное значение входного сигнала	Наличие RS-485	Аналоговый выход
				Диапазон изменения выходного сигнала мА	Диалазон изменения сопротивления нагрузки, кОм
Е855/2-Ц	0-125В 0-250В 0-400В 0-500В 75-125В	100В 250В 400В 500В 100В	Да	Нет
Е855/5-Ц			Да	0-5 или 4-20	0-3,0 или 0-0,5

Информация о модификациях цифрового преобразователя напряжения Е855/1Ц, Е855/3Ц, Е855/4Ц и Е855/6Ц, содержащих выносную индикацию, находится в разделе Преобразователи с индикацией

Заказ продукции:

Для правильного оформления заказа на преобразователи данных типов необходимо из вышеприведенной таблицы выбрать модификацию прибора в соответствии с требуемыми Вам диапазонами входного и выходного сигнала. В заказе нужно указать полное наименование модификации и диапазон входного сигнала.

Пример 1: Е855/2-Ц, 0-400 В — 15шт

Так заказываются 15 преобразователей Е855Ц с диапазоном входного сигнала 0-400 В и диапазоном выходного сигнала 4-20мА.

В связи с постоянным совершенствованием изделия возможны незначительные изменения в схеме и конструкции, не ухудшающие технические данные на изделие.

Цифровые преобразователи

Глава:

Измерения и контрольно-измерительные приборы: преобразователи и системы сбора данных

Преобразователь измеряет физические величины и передает информацию в виде кодированных цифровых сигналов, а не в виде непрерывно изменяющихся токов или напряжений.

Цифровые преобразователи

Преобразователь измеряет физические величины и передает информацию в виде кодированных цифровых сигналов, а не в виде непрерывно изменяющихся токов или напряжений. Любой преобразователь, который представляет информацию в виде дискретных отсчетов и не вносит ошибки квантования, когда показания представлены в цифровой форме, может быть классифицирован как цифровой преобразователь. Большинство преобразователей, используемых в цифровых системах, в основном аналоговые по своей природе и включают некоторую форму преобразования для обеспечения цифрового выхода. Было разработано множество специальных методов, позволяющих избежать необходимости использования обычного метода аналого-цифрового преобразования для получения цифрового сигнала. В этой статье описываются некоторые из используемых в настоящее время прямых методов получения цифровых выходных сигналов от преобразователей.

 

Представлены некоторые методы, используемые в преобразователях, которые особенно подходят для использования в цифровых системах. Описано использование дисков энкодера для абсолютного и инкрементального измерения положения, а также для обеспечения измерения угловой скорости. Применение линейных решеток для измерения поступательного смещения сравнивается с использованием методов муаровых полос, используемых для аналогичных целей. Кратко объясняются синхронизирующие устройства и описываются различные методы, используемые для получения цифрового выхода от синхрорезольверов. Приведены краткие описания устройств, вырабатывающих цифровой выход из собственной частоты вибрации какой-либо части преобразователя. Также кратко рассматриваются цифровые методы, включая вихревые расходомеры и приборы, использующие лазерные лучи. Вот некоторые из них:

 

1.      Широкодер

 

2.      Цифровые резольверы

900 02  

3.       Цифровые тахометры

 

4.       Датчики Холла

 

9000 9

5.       Ограничение Переключатели

 

 

Энкодеры :

  9000 9

Энкодер — это устройство, обеспечивающее закодированное считывание измерения. Энкодеры вала могут быть одними из энкодеров, которые обеспечивают цифровые выходные измерения углового положения и скорости. Эти энкодеры чрезвычайно применимы в робототехнике, станках, системах позиционирования зеркал, управлении вращающимися механизмами (жидкостными и электрическими) и т. Д. Энкодеры валов в основном бывают двух типов: абсолютные и инкрементальные энкодеры.

 

«Абсолютный» энкодер сохраняет информацию о положении при отключении питания от системы. Положение энкодера доступно сразу после подачи питания. Соотношение между значением энкодера и физическим положением управляемого механизма устанавливается при сборке; системе не нужно возвращаться к точке калибровки для поддержания точности положения. «Инкрементальный» энкодер точно записывает изменения положения, но не включает фиксированное соотношение между состоянием энкодера и физическим положением. Устройствам, управляемым инкрементными энкодерами, возможно, придется «вернуться домой» к фиксированной контрольной точке, чтобы инициализировать измерение положения. Многооборотный абсолютный энкодер включает в себя дополнительные кодовые колеса и шестерни. Колесо с высоким разрешением измеряет долю вращения, а кодовые колеса с редуктором с более низким разрешением записывают количество полных оборотов вала.

 

Абсолютный энкодер имеет несколько кодовых колец с различными двоичными весами, которые предоставляют слово данных, представляющее абсолютное положение энкодера в пределах одного оборота. Этот тип энкодера часто называют параллельным абсолютным энкодером.

Инкрементный энкодер работает по-другому, предоставляя выход импульсов A и B, которые сами по себе не предоставляют полезной информации о счете. Скорее, подсчет ведется во внешней электронике. Точка начала отсчета зависит от счетчика во внешней электронике, а не от положения энкодера. Чтобы предоставить полезную информацию о положении, положение энкодера должно быть привязано к устройству, к которому он подключен, обычно с помощью индексного импульса. Отличительной особенностью инкрементного энкодера является то, что он сообщает об инкрементном изменении положения энкодера счетной электронике.

• Предыдущая страница
• Следующая страница

Учебный материал, Лекционные заметки, Задание, Справочник, Объяснение описания Wiki, краткое описание

Измерения и приборы : Преобразователи и системы сбора данных : Цифровые преобразователи |

Преимущества цифровых преобразователей

Преимущества цифровых датчиков

Любое измерительное устройство, которое представляет информацию в виде дискретных отсчетов и не вносит ошибки квантования, когда показания представлены в цифровой форме, может быть классифицировано как цифровой преобразователь.

Согласно этому определению, например, аналоговый датчик, такой как термопара, вместе с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) не является цифровым преобразователем. Это так, потому что ошибка квантования вносится процессом АЦП.

Цифровой процессор играет роль контроллера в цифровой системе управления. Это облегчает комплексную обработку измеренных сигналов и других известных величин, тем самым генерируя управляющие сигналы для объекта системы управления. Если измеренные сигналы доступны в аналоговой форме, перед обработкой в ​​цифровом контроллере необходим каскад АЦП.

Есть несколько преимуществ цифровых сигналов (или цифрового представления информации) по сравнению с аналоговыми сигналами.

1.       Цифровые сигналы менее чувствительны к шуму, помехам или изменению параметров приборов, поскольку данные могут генерироваться, представляться, передаваться и обрабатываться как двоичные слова, состоящие из битов, которые имеют два идентифицируемых состояния.

2.       Сложная обработка сигналов с очень высокой точностью и скоростью возможна с помощью цифровых средств (аппаратная реализация быстрее, чем программная).

3.        Высокая надежность системы может быть достигнута за счет минимизации аналоговых аппаратных компонентов.

4.       Большие объемы данных можно хранить с помощью компактных методов хранения данных с высокой плотностью.

5.       Данные могут храниться или поддерживаться в течение очень длительного периода времени без какого-либо смещения или воздействия неблагоприятных условий окружающей среды.

6.       Возможна быстрая передача данных на большие расстояния без внесения значительных динамических задержек, как в аналоговых системах.

7.       Цифровые сигналы используют низкое напряжение (например, 0–12 В постоянного тока) и малую мощность.

8.       Цифровые устройства обычно имеют низкую общую стоимость.

Эти преимущества помогают создать веские аргументы в пользу цифровых измерительных устройств для мехатронных систем. Цифровые измерительные устройства (или цифровые преобразователи, как их обычно называют) генерируют дискретные выходные сигналы, такие как последовательности импульсов или закодированные данные, которые могут быть непосредственно считаны цифровым контроллером. Тем не менее, сенсорный каскад цифрового измерительного устройства обычно очень похож на сенсорный каскад аналогового аналога.

Существуют цифровые измерительные устройства, включающие микропроцессоры для локального выполнения числовых манипуляций и обработки и выдачи выходных сигналов либо в цифровой, либо в аналоговой форме. Эти измерительные системы особенно полезны, когда требуемая переменная не поддается непосредственному измерению, но может быть вычислена с использованием одного или нескольких измеренных выходных данных (например, мощность = сила. скорость).

Хотя в данном случае микропроцессор является неотъемлемой частью измерительного устройства, он выполняет не задачу измерения, а, скорее, задачу кондиционирования.

Для наших целей мы рассмотрим обе задачи по отдельности. Когда выходной сигнал цифрового преобразователя представляет собой импульсный сигнал, обычным способом считывания сигнала является использование счетчика либо для подсчета импульсов (для высокочастотных импульсов), либо для подсчета тактовых циклов в течение одного импульса (для низкочастотных импульсов).