Pagal energijos skaitiklio veikimo principą, jį galima suskirstyti į 8 modulius: maitinimo modulį, ekrano modulį, saugojimo modulį, mėginių ėmimo modulį, matavimo modulį, ryšio modulį, valdymo modulį ir MUC apdorojimo modulį. Kiekvienas modulis atlieka savo funkcijas per MCU apdorojimo modulį, kad būtų užtikrinta vieninga integracija ir koordinacija, sujungiant į visumą.
1. Energijos skaitiklio galios modulis
Galios skaitiklio maitinimo modulis yra energijos centras, užtikrinantis įprastą galios skaitiklio veikimą. Pagrindinė maitinimo modulio funkcija – konvertuoti aukštą 220 V kintamąją įtampą į nuolatinę žemos įtampos maitinimo šaltinį DC12 \ DC5V \ DC3,3V, kuris užtikrina darbinį maitinimą kitų galios skaitiklio modulių lustams ir įtaisams. Dažniausiai naudojami trijų tipų maitinimo moduliai: transformatoriniai, varžos-talpos mažinimo ir perjungimo maitinimo šaltiniai.
Transformatoriaus tipas: AC 220 maitinimo šaltinis per transformatorių konvertuojamas į AC 12V, o reikiamas įtampos diapazonas pasiekiamas išlyginant, mažinant įtampą ir reguliuojant įtampą. Mažas energijos suvartojimas, didelis stabilumas, lengvas elektromagnetinių trukdžių poveikis.
Varžos ir talpos mažinimo maitinimo šaltinis yra grandinė, kuri naudoja kondensatoriaus, susidarančio esant tam tikram kintamosios srovės signalo dažniui, sukuriamą talpinę reaktyviąją varžą, kad apribotų maksimalią darbinę srovę. Mažas dydis, maža kaina, maža galia, didelis energijos suvartojimas.
Perjungimo maitinimo šaltinis yra galios elektroniniai perjungimo įtaisai (pvz., tranzistoriai, MOS tranzistoriai, valdomi tiristoriai ir kt.) per valdymo grandinę, kad elektroniniai perjungimo įtaisai periodiškai „įsijungtų“ ir „išsijungtų“, todėl galios elektroniniai perjungimo įtaisai impulsiškai moduliuoja įėjimo įtampą, kad būtų pasiektas įtampos konvertavimas ir išėjimo įtampos reguliavimas bei automatinio įtampos reguliavimo funkcija. Mažas energijos suvartojimas, mažas dydis, platus įtampos diapazonas, aukšto dažnio trukdžiai, didelė kaina.
Kuriant ir projektuojant energijos skaitiklius, atsižvelgiant į gaminio funkcinius reikalavimus, korpuso dydį, sąnaudų kontrolės reikalavimus, nacionalinės ir regioninės politikos reikalavimus, siekiant nustatyti, kokio tipo maitinimo šaltinis reikalingas.
2. Energijos skaitiklio ekrano modulis
Energijos skaitiklio ekrano modulis daugiausia naudojamas energijos suvartojimui rodyti, ir yra daug ekranų tipų, įskaitant skaitmeninį vamzdelį, skaitiklį, įprastąLCD, taškinės matricos LCD, jutiklinis LCD ir kt. Du rodymo būdai – skaitmeninis vamzdelis ir skaitiklis – gali rodyti tik vieną elektros energijos suvartojimą. Tobulėjant išmaniesiems tinklams, vis daugiau ir daugiau tipų elektros skaitiklių reikia rodyti galios duomenis. Skaitmeninis vamzdelis ir skaitiklis nebegali patenkinti išmaniojo energijos proceso. LCD yra pagrindinis dabartinių energijos skaitiklių rodymo režimas. Atsižvelgiant į rodymo turinio sudėtingumą kūrimo ir projektavimo metu bus pasirinkti skirtingi LCD tipai.
3. Energijos skaitiklio kaupimo modulis
Energijos skaitiklio atminties modulis naudojamas skaitiklio parametrams, elektros energijai ir istoriniams duomenims saugoti. Dažniausiai naudojami atminties įrenginiai yra EEP lustai, feroelektriniai ir „flash“ lustai. Šie trys atminties lustų tipai energijos skaitikliuose naudojami skirtingai. „flash“ yra „flash“ atminties rūšis, kurioje saugomi laikini duomenys, apkrovos kreivės duomenys ir programinės įrangos atnaujinimo paketai.
EEPROM yra programuojama, ištrinama ir tik skaitymui skirta atmintis, leidžianti vartotojams ištrinti ir perprogramuoti joje saugomą informaciją įrenginyje arba per specialų įrenginį, todėl EEPROM yra naudinga tais atvejais, kai duomenis reikia dažnai keisti ir atnaujinti. EEPROM gali būti saugoma 1 milijoną kartų ir naudojama energijos duomenims, pvz., elektros energijos kiekiui, saugoti energijos skaitiklyje. Saugojimo laikas gali atitikti energijos skaitiklio saugojimo laiko reikalavimus per visą jo gyvavimo ciklą, o kaina yra maža.
Ferroelektrinis lustas naudoja feroelektrinės medžiagos savybes, kad užtikrintų greitą, mažą energijos suvartojimą, didelį duomenų saugojimo patikimumą ir loginį veikimą, kurio saugojimo laikas siekia 1 milijardą; duomenys neištuštėja nutrūkus elektros tiekimui, todėl feroelektriniai lustai pasižymi dideliu saugojimo tankiu, dideliu greičiu ir mažomis energijos sąnaudomis. Ferroelektriniai lustai dažniausiai naudojami energijos skaitikliuose elektros energijos ir kitiems energijos duomenims saugoti, jų kaina yra didesnė ir jie naudojami tik tuose gaminiuose, kuriems reikalingi aukšto dažnio žodžių saugojimo reikalavimai.
4, energijos skaitiklio mėginių ėmimo modulis
Vatvalandžių skaitiklio mėginių ėmimo modulis yra atsakingas už didelio srovės signalo ir didelio įtampos signalo konvertavimą į mažo srovės signalą ir mažo įtampos signalą, kad būtų lengviau gauti vatvalandžių skaitiklio duomenis. Dažniausiai naudojami srovės mėginių ėmimo įrenginiai yrašuntas, srovės transformatorius, „Roche“ ritė ir kt., įtampos mėginių ėmimas paprastai atliekamas naudojant didelio tikslumo varžinį dalinės įtampos mėginių ėmimą.
5, energijos skaitiklio matavimo modulis
Pagrindinė skaitiklio matavimo modulio funkcija yra užbaigti analoginės srovės ir įtampos nuskaitymą ir konvertuoti analoginius signalus į skaitmeninius; Jį galima suskirstyti į vienfazį matavimo modulį ir trifazį matavimo modulį.
6. Energijos skaitiklio ryšio modulis
Energijos skaitiklio ryšio modulis yra duomenų perdavimo ir sąveikos, išmaniųjų tinklų duomenų, intelekto, tikslaus mokslinio valdymo ir daiktų interneto plėtros pagrindas, siekiant žmogaus ir kompiuterio sąveikos. Anksčiau ryšio režimai daugiausia buvo infraraudonieji spinduliai ir RS485, tačiau, tobulėjant ryšių technologijoms ir daiktų interneto technologijoms, energijos skaitiklio ryšio režimų pasirinkimas tapo platus: PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT ir kt. Atsižvelgiant į skirtingus taikymo scenarijus ir kiekvieno ryšio režimo privalumus bei trūkumus, parenkamas rinkos paklausai tinkamas ryšio režimas.
7. Galios matuoklio valdymo modulis
Galios skaitiklio valdymo modulis gali efektyviai valdyti ir valdyti galios apkrovą. Įprastas būdas yra įmontuoti magnetinę laikymo relę galios skaitiklio viduje. Galios apkrova valdoma ir kontroliuojama naudojant galios duomenis, valdymo schemą ir realaus laiko komandas. Įprastos energijos skaitiklio funkcijos apima viršsrovės ir perkrovos atjungimo relę, skirtą apkrovos valdymui ir linijos apsaugai; laiko valdymą pagal įjungimo laiką; išankstinio mokėjimo funkcijoje kredito nepakanka relei atjungti; nuotolinio valdymo funkcija įgyvendinama siunčiant komandas realiuoju laiku.
8, energijos skaitiklio MCU apdorojimo modulis
Vatvalandžių skaitiklio MCU apdorojimo modulis yra vatvalandžių skaitiklio smegenys, kurios apskaičiuoja visų rūšių duomenis, transformuoja ir vykdo visų rūšių instrukcijas bei koordinuoja kiekvieną modulį, kad atliktų funkciją.
Energijos skaitiklis yra sudėtingas elektroninis matavimo produktas, apjungiantis įvairias elektroninių technologijų, energetikos technologijų, energijos matavimo technologijų, ryšių technologijų, ekranų technologijų, kaupimo technologijų ir kt. sritis. Norint sukurti stabilų, patikimą ir tikslų vatvalandžių skaitiklį, būtina integruoti kiekvieną funkcinį modulį ir kiekvieną elektroninę technologiją į visumą.
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 28 d.