Проектирање на мерноуправувачки системи design of measurement...
DESCRIPTION
Проектирање мерни и управувачки системиDesign of measurement and control systemsСистеми за автоматска верификација на броилаSystems for automated meter verificationTRANSCRIPT
PROEKTIRAWE NAMERNOUPRAVUVA^KI SISTEMI
M-r Petre Risteski dipl. el. in`.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
2
S O D R @ I N A
1. Voved .............................................................................................................. 3
1.1. Svetski praksi za ispituvawe broila .................................................... 4
1.1.2. Ispituvawe broila na teren ..................................................................... 5
1.2. Standardi za ispituvawe broila ............................................................. 7
1.2.1. Laboratorisko ispituvawe na broilata ................................................ 7
1.2.2. Terensko ispituvawe na broilata ........................................................... 7
1.3. Novi otkritija - dodatni gre[ki vo mereweto ..................................... 8
1.4. Novi trendovi vo ispituvaweto na broilata ........................................ 8
1.4.1. Laboratoriski ispituvawa ....................................................................... 8
1.4.2. Terenski ispituvawa .................................................................................. 9
2. Sistemi za avtomatska verifikacija na broila .................................. 10
2.1. Analiza za opravdanost za formirawe nov sistem .............................. 10
2.2. Osnovni funkcii i gradba na sistemot .................................................. 12
2.3. Opis i tehni~ki karakteristiki na sistemot ...................................... 14
2.3.1. Izvor za napojuvawe (PSL 23E) ................................................................. 14
2.3.2. Raboten etalon (TEMP 100) ....................................................................... 16
2.3.3. Modul za ot~ituvawe (E3S-VS) ................................................................. 17
2.3.4. Merno-elektronski modul (PSM 23E) ..................................................... 17
2.3.5. Modul za merewe i obrabotka na rezultatite (PSO 23E) .................... 18
2.3.6. Mehani~ki sistem (PSO 23E) ..................................................................... 19
2.4. Organizacija na sistemot .......................................................................... 19
3. Nadgradba na sistemot ............................................................................... 20
3.1. Izmeni i dopolnuvawa na sistemot ......................................................... 20
3.2. Softverski paket MTS i negovi funkcii ............................................ 23
3.2.1. Setirawe ....................................................................................................... 23
3.2.2. Podesuvawe ................................................................................................... 24
3.2.3. Ispituvawe ................................................................................................... 24
4. Zaklu~ok ........................................................................................................ 26
5. Literatura .................................................................................................... 27
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
3
1. VOVED
Koga ]e se spomene terminot ispituvawe broila bilo kade vo mernata
zaednica, pra[aweto se tretira po malku neseriozno. Sepak, ovaa aktivnost
igra zna~itelna uloga vo zadovoluvawe na krajnite korisnici, za[tita na
prihodite na distributivnata kompanija, kontrola na kvalitetot, soobraznost
so zakonskite pobaruvawa i gradeweto pozitivna slika za kompanijata.
Kompleksnosta na modernite broila, koi vklu~uvaat merewe na nekolku
parametri i istovremeno merewa povrzani so kvalitetot na energijata,
komunikacija i dodatni funkcionalnosti povrzani so tarifite i naplatata, ja
zgolemija va`nosta na ispituvaweto na broilata za vreme na proizvodstvoto,
nacionalnata prifatlivost i na teren. Broilata so slab kvalitet, koi se
[iroko dostapni na pazarot, ja zgolemuvaat ulogata i odgovornosta na
sektorot za ispituvawe na broilata, za da se osiguri deka barem osnovnoto
merewe na energijata se vr[i soodvetno.
Za da go pribli`ime poimot za ispituvawe na broilata, najprvo e
potrebno da se razgrani~i koj ispituva, koga, zo[to i kako.
slika 1 Izgled na elektronsko i indukcisko broilo za elektri~na energija
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
4
1.1. Svetski praksi za ispituvawe broila
Broilata za merewe elektri~na energija niz celiot svet nekolkukratno
se ispituvaat vo sinxirot od proizvoditelot do potro[uva~ot (tabela 1).
tabela 1: svetski praksi za ispituvawe broila
Koj ispituva? Proizvoditel Distributivna kompanija vo sopstvena laboratorija
Distributivna kompanija na teren
Cel
• Da se osiguri kvalitetot; • Kako del od dogovorot za
isporaka; • Za soglasuvawe so
standardite i za da se potvrdi to~nosta spored standardite.
• Da se osiguri soodvetno funkcionirawe i karakteristiki;
• Da se proveri mernata to~nost;
• Proverka i kontrola na kvalitetot.
• Da se re[at `albite od potro[uva~ite;
• Da se osiguri soodvetno funkcionirawe;
• Da se proceni instaliranata populacija;
• Da se stvori osniova za zamena, kontinuitet, odr`uvawe i ba`darewe.
Koga Pri proizvodstvoto, posle sostavuvaweto.
Pri priem na broiloto od dobavuva~ot ili pri isporaka na broiloto za instalacija.
• Vo slu~aj na `alba; • Vo pravilni intervali za
da se osiguri soodvetno funkcionirawe na broioto.
Obem na ispituvawe
100% od proizvedenite broila.
Ne e definirano, no postojat slednite praksi: • 100%; • Soglasno na planiran broj
primeroci - slu~ajno izbrani 4% od site broila;
• Bez ispituvawe.
Ne e definirano, no postojat slednite praksi: • Na barawe upateno od
potro[uva~ot ili oddelot za naplata;
• Soglasno na planiran broj primeroci;
• Edna[ godi[no za golemi potro[uva~i;
• Bez testirawe - zamena na broiloto posle izvr[ena popravka ili po podnesena `alba.
Ispitni praksi i metodi
Se koristat stacionarni test-masi za broila za da se zadovolat golemite koli~ini za testirawe.
Se koristat stacionarni test-masi za broila za da se zadovolat golemite koli~ini za testirawe.
So koristewe na prenosen simuliran tovar i soodveten etalon.
1.1.1. Ispituvawe vo laboratorija
Broilata se ispituvaat vo
laboratorija od strana na
proizvoditelot, pred nivnata
isporaka kon distributivnite
kompanii i od strana na poslednive
pred instalacija kaj potro[uva~ite.
I proizvoditelot i distributivnite
kompanii imaat pove]e ili pomalku
isti celi i za ispituvawe na broilata
koristat stacionarna test-masa.
slika 2
Izgled na stacionarna test-masa za ispituvawe broila
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
5
Iako tehnikite se ednostavni, sepak postojat nekolku predizvici pri
izveduvaweto na laboratoriskoto ispituvawe:
• efikasno i soodvetno ispituvawe na golem broj broila za najkratko
mo`no vreme - za da se postigne ovaa cel sekoj aspekt od ispituvaweto
mora gri`livo da se sprovede, kako [to se optimizacija na procesot,
brzo povrzuvawe na broilata, multifunkcionalno ispituvawe,
sreduvawe na podatocite itn.
• nov dizajn na broilata - vklu~uva ispituvawe ili verifikacija na
slo`eni karakteristiki, funkcionalnost i komunikacija so
elektronskite broila koristej]i infracrvena glava za skenirawe,
PLC, RS485, MODBUS itn.
• ispituvawe na blisku postaveni broila;
• odr`uvawe na zakonski metrolo[ki sistem za doma]instva, so
sporeduvawe so vgradeniot etalonot od test-masata - noviot dizajn na
test-masite nudi specijaliziran hardver i softver koj za[teduva
vreme i tro[oci.
1.1.2. Ispituvawe broila na teren
Ovoj na~in na ispituvawe na broilata stanuva neverojatno va`en za
koristeweto na elektri~nata energija vo celiot svet. Pri~inite se da se
osiguri prihodot da soodvetstvuva so regulacijata i da go doka`e
zadovolstvoto kaj mu[terijata - seto ova se bazira na to~no snimawe
(registrirawe) na potro[uva~kata na energija. To~nosta na registriranata
energija e direktno zavisna od merniot sistem na broiloto.
Metodite za ispituvawe na teren se razlikuvaat od zemja do zemja i
voglavno se pod vlijanie od:
• pristapot do broiloto - na primer vo aziskite zemji pristapot do
broiloto i otstranuvaweto na negovite vrski se vr[i mnogu te[ko i
e zabraneto za da se za[titi od kra`ba na energija
• regulacija na ispituvaweto i praksata - nekoi zemji zakonski go
prifa]aat ispituvaweto na teren dokolku broiloto se ispituva pod
uslovi bliski do onie vo laboratorija t.n. simulirano
optovaruvawe.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
6
Glavnite ispituvawa na teren se on-line ispituvawe kaj samiot
potro[uva~ ili off-line ispituvawe so koristewe na simulirano optovaruvawe.
Pri on-line metodata, operatorot gi povrzuva referentnoto broilo so
broiloto [to se ispituva, bez isklu~uvawe. Ova e brza i ekonomi~na metoda,
no ispituva~ot mora da se potpre na aktivniot tovar kaj potro[uva~ot. Celta
na vakvoto ispituvawe e da se proverat vrskite i bilo kakvi uslovi za provala
i da se dobie vistinska slika za ispravnosta na instalacijata.
Vo off-line metodata za ispituvawe operatorot go isklu~uva broiloto
[to se ispituva i go povrzuva na elektronski simuliran tovar. Postojat dva
tipa simulirani optovaruvawa dostapni za razli~ni potrebi i praksi:
• struen simulaciski tovar, kaj koj ispitniot napon se doveduva od napojnata
elektri~na mre`a. Goleminata i fazniot agol na testnata struja mo`e da se
menuva soglasno na potrebnite test to~ki no i da se sinhronizira so
napojnata elektri~na mre`a;
• naponski i struen simulaciski tovar, kaj koj istiot gi generira potrebnite
test parametri - napon, struja, faktor na mo]nost i frekvencija. Istite se
nezavisni od glavnoto elektri~no napojuvawe.
slika 3 Mobilni kalibratori od firmite ISKRA (levo) i MTE (desno)
Avtomatizirano uniformno ispituvawe na site broila e vozmo`no
koristej]i sovremeni simulaciski tovari zaedno so etalon i softver.
Tehnikata ponekoga[ mo`e da iziskuva pove]e vreme i sporedeno so
terenskoto ispituvawe da iziskuva simuliran tovar, no e poblisko do
laboratoriskoto ispituvawe.
Off-line ispituvawe momentalno koristat Evropskite dr`avi koi imaat
razvieni sopstveni standardi i nivni soodvetni regulativi.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
7
1.2. Standardi za ispituvawe broila
1.2.1. Laboratorisko ispituvawe na broilata
Testovite, uslovite na ispituvawe i kriteriumite za prifatlivost pri
laboratorisko ispituvawe na broilata, soodvetno na tipot na broiloto i
klasata na to~nost se definirani spored slednite standardi:
• IEC 62052-11
• IEC 62053-11,21,22,23; i
• EN 50470.
Golem broj dr`avi gi imaat prifateno IEC standardite onakvi kakvi
[to se, a nekoi gi modificirale za da soodvetstvuvaat na lokalnite uslovi.
slika 4 Laboratoriski kalibrator (levo) i laboratoriski izvor za napojuvawe (desno)
1.2.2. Terensko ispituvawe na broilata
Za ovoj vid ispituvawe ne postoi me\unaroden standard. Op[to zemeno,
se koristat istite ograni~uvawa koi va`at za laboratorisko ispituvawe ili
so nekoi koncesii koi se primenuvaat zaradi vlijanija od okolinata.
Postojat nekolku inicijativi koi se na pat da gi definiraat terenskite
ispituvawa i uslovite na ispituvawe kako [to se:
• italijanskiot standard (nacrt verzija), koj definira ispituvawe na
razli~ni merni instalacii koi vklu~uvaat ST/NT.
• germanskiot standard (vo nacrt verzija), specijalno namenet za
terensko ispituvawe i oprema za ispituvawe.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
8
1.3. Novi otkritija - dodatni gre[ki vo mereweto
Kvalitetot na elektri~nata energija dramati~no se vlo[uva od nekolku
pri~ini, kako [to se zagaduvawe na elektri~nata mre`a od upotreba na
prekinuva~ki izvori na napojuvawe (SMPS - Switched-Mode Power Supply),
optovaruvawe so ispravuva~ki elementi itn. Pod ovie uslovi, elektri~noto
broilo ne e vo mo`nost to~no da ja meri potro[enata elektri~na energija.
Studiite sprovedeni poslednive godini (izvor: spisanie METERING 2/2008)
otkrile deka dokolku vo mre`ata postoi mala komponenta na ednonaso~en
napon (na primer 200mV) vo naponskoto kolo na broiloto, toga[ ovoj vme[an
signal mo`e da predizvika zna~itelna dodatna gre[ka vo mereweto na
energijata. Ispituvawata poka`ale i toa deka broilata koi koristat strujni
transformatori so me[ano jadro za merewe na strujniot signal, poka`uvaat
golema merna gre[ka pri mereweto na energijata koga signalot e me[an. Vakva
situacija mo`e da se pojavi pri upotrebata na fenovi za su[ewe kosa,
pravosmukalki ili drugi optovaruvawa koi koristat asinhron motor, rotacija
na fazite ili dioda nameneta za upravuvawe na izlezot.
1.4. Novi trendovi vo ispituvaweto na broilata
1.4.1. Laboratoriski ispituvawa
Sovremenite dizajni na test-
masite nudat visok stepen na
procesna avtomatizacija,
vklu~itelno i olesnuvawa koi se
nadvor od konvencionalnite
ispituvawa, [to e mo[ne
korisno pri masovni ispituvawa.
Takvi se avtomatsko rakuvawe i
konektirawe na broilata,
ispituvawe na impulsnite
vlezovi i izlezi, podesuvawe,
parametrirawe i drugi
funkciski ispituvawa.
slika 5 Izgled na sovremena stacionarna
test-masa za ispituvawe broila
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
9
1.4.2. Terenski ispituvawa
Vo poslednive godini, podra~jeto na terensko ispituvawe na broilata
se pro[iruva i von granicite na ednostavnoto ispituvawe na to~nosta na
broilata. Zabele`liv trend vo terenskite ispituvawa vo evropskite dr`avi e
vklu~uvaweto i na slednite zada~i, ispituvawa i analizi:
• proverka na povrzuvaweto koristej]i vektorski prikaz i momentalno
parametrirawe; ova pomaga da se detektiraat eventualni provali vo
broiloto i ispravni odnosno neispravni o`i~uvawa;
• harmoniska analiza; detalna harmoniska analiza se sproveduva za da se
proveri koj harmonik predizvikuva problem i dali e toj generiran od
potro[uva~ot ili ve]e postoi vo mre`ata;
• merewe na optovarenosta, za da se osiguri deka strujnite i naponskite
transformatori ne se pod- ili nadoptovareni;
• ispituvawe na to~nosta na merniot sistem (ispituvawe na strujnite i
naponskite transformatori - gre[ki vo prenosniot odnos i faznite agli);
• kompletno terensko ispituvawe koristej]i visokonaponski senzor t.e.
kompletnite ispituvawa na strujnite i naponskite transformatori i
broiloto mo`at da se ispitaat bez demontirawe.
slika 6 Mobilno etalonsko broilo (levo) i mobilen izvor za napojuvawe (desno)
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
10
2. SISTEMI ZA AVTOMATSKA VERIFIKACIJA NA BROILA
Kako [to be[e ka`ano pogore vo tekstot, broilata za merewe
elektri~na energija nekolkukratno se ispituvaat vo sinxirot od
proizvoditelot do instalacijata kaj krajniot potro[uva~. Pritoa se koristat
elektronski sistemi za avtomatska verifikacija na istite, od pri~ini [to
naj~esto stanuva zbor za istovremeno ispituvawe na pove]e broila.
Za da se opi[at sostavnite delovi i nivnata funkcionalnost vo eden
sistem za avtomatska verifikacija na broila, vo tekstot koj sleduva ]e bide
pretstaven sistemot koj e vo sopstvenost na firmata Iskra ATG od Skopje.
2.1. Analizi za opravdanost za formirawe nov sistem
Vo tekot na mesec fevruari 2000 godina, na barawe na Iskra ATG od
Skopje, od strana na firmata MTS - Merewe, Testirawe i Sertifikacija od
Skopje, izraboten e Elaborat za formirawe na laboratorija za verifikacija
na broila za elektri~na energija (fotokopija na ovoj Elaborat e pomestena vo
prilog na ovoj trud). Celta na Elaboratot bila da se napravi analiza na
sostojbata na broilata vo Republika Makedonija, toga[nata tekovna sostojba
na laboratoriite za nivna verifikacija i opravdanosta za formirawe nova
laboratorija. Soglasno na ovoj elaborat dojdeno e do slednite podatoci.
Vo Republika Makedonija vo upotreba se okolu 600.000 broila za
elektri~na energija. Strukturata na ovie broila e pretstavena vo tabela 2.
tabela 2: struktura na broilata za elektri~na energija vo R. Makedonija
r.b. tip na
broilo
klasa na
to~nost koli~ina
period na
verifikacija [god]
prose~na godi[na
koli~ina za
verifikacija
1 1F/1T 2 78.000 13 % 10 7.800
2 1F/2T 2 96.000 16 % 10 9.600
3 3F/1T 2 126.000 21 % 10 12.600
4 3F/2T 2 294.000 49 % 10 29.400
5 3F/2T 0,5 i 1 6.000 1 % 6 1.000
Vkupno: 600.000 100 % 60.400
Kratenkite vo tabela 2 go imaat slednoto zna~ewe:
* 1F - ednofazno * 3F - trifazno
* 1T - ednotarifno * 2T - dvotarifno
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
11
Od podatocite vo tabela 2 se doneseni nekolku va`ni zaklu~oci:
1. 594.000 broila t.e. 99% od site broila koi se vo upotreba, se klasa 2;
2. 594.000 broila t.e. 99% od site broila koi se vo upotreba, imaat rok na
periodi~na verifikacija od 10 godini;
3. prose~na godi[na koli~ina broila za merewe elektri~na energija koja
treba da se verifikuva iznesuva 60.400 broila.
Vo 2000 godina vo Republika Makedonija postoele vkupno [est
registrirani laboratorii za verifikacija na broila za merewe elektri~na
energija; od niv ~etiri za periodi~na a dve za prva verifikacija. Vo tabela 3
se pretstaveni osobenostite na ovie laboratorii.
tabela 3: registrirani laboratorii za verifikacija na broila za merewe
elektri~na energija vo Republika Makedonija vo 2000 god.
r.b. laboratorija oprema na raspolagawe
klasa na to~nost namena
godi[na koli~ina na verifikuvani
broila
1 ESM 1 h 3F test-masa 0,05 servis i periodi~na verifikacija 500
2 Elektro Skopje 2 h 3F test-masi 0,2 servis i periodi~na
verifikacija 27.000
2 h 1F test-masi 0,4 ne se vo upotreba /
3 distribucija Bitola
2 h 3F test-masi 0,2 servis i periodi~na verifikacija
7.000
4 distribucija Strumica
1 h 3F test-masa 0,2 servis i periodi~na verifikacija
3.000
5 Video in`enering Ohrid 2 h 3F test-masi 0,01 prva verifikacija na
sopstveno proizvodstvo 4.000
6 VDS Strumica 1 h 3F test-masa 0,2 prva verifikacija na sopstveno proizvodstvo 1.000
Vkupno za periodi~na verifikacija: 37.500
Vkupno za prva verifikacija: 5.000
Kone~no, zemen e vo predvid i faktot deka vo prosek edno broilo ima
`ivoten vek od okolu 30 godini, po [to se doneseni slednite zaklu~oci:
1. edna tretina od 60.400 broila koi treba godi[no da se verifikuvaat, se so
izminat `ivoten vek i za istite e potreben generalen remont, ili ako e
mo`no da se zamenat so novi broila;
2. od vkupniot broj (60.400) broila koi treba da se verifikuvaat, godi[no se
servisiraat i povtorno se verifikuvaat samo 37.500 broila;
3. godi[no vkupno se prodavaat okolu 10.000 novi broila.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
12
Spored to~kite 2 i 3 od ovie zaklu~oci, stanuva zbor za okolu 47.500
broila; razlikata do 60.400 broila iznesuva 12.500 broila za verifikacija ili
za zamena so novi broila zaradi dotraenost.
Kone~no, ova bile opravdani argumenti za formirawe na nova
laboratorija za verifikacija na broila za elektri~na energija, koja bi
trebalo da gi zadovoluva slednite kriteriumi:
1. kapacitet za prva verifikacija na okolu 6.000 broila;
2. kapacitet za verifikacija na okolu 6.000 servisirani broila.
2.2. Osnovni funkcii i gradba na sistemot
Vo mesec mart 2000 godina, od strana na nau~no istra`uva~kiot oddel na
tehni~kiot univerzitet vo Sofija - Republika Bugarija, na barawe na MTS -
Merewe, Testirawe i Sertifikacija - Skopje, e izraboten proekt za
avtomatski sistem za testirawe na broila za merewe el. energija tip PSS 23E.
Soglasno na ovoj proekt, sistemot za avtomatsko testirawe na broila bi
ovozmo`uval podesuvawe i verifikacija na site vidovi broila za elektri~na
energija, vklu~itelno i na stati~kite broila od klasa 0,2S. Testirawata na
broilata bi mo`ele da se izveduvaat vo soglasnost so slednite standardi:
• standardite IEC 521 i IEC 1036;
• pravilnikot za metrolo[ki uslovi za indukcioni broila za
elektri~na energija (Sl. list na SFRJ br.54/89);
• metrolo[ko upatstvo za pregled na indukcioni broila za elektri~na
energija (Glasnik br.1/83);
• pravilnikot za metrolo[ki uslovi za stati~ki broila za aktivna
elektri~na energija klasa 1 i 2 (Sl. list na SFRJ br.9/92);
• metrolo[ko upatstvo za pregled na stati~ki broila za elektri~na
energija (Glasnik br.1/83);
• pravilnikot za uslovite za formirawe na laboratorija za pregled na
broila za elektri~na energija (Sl. list na SFRJ br.21/90).
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
13
Soglasno na potrebite, proektot predviduva sistemot da gi zadovoluva
slednite kriteriumi:
• sinteti~ka precizna generacija na test-vrednosti;
• sporeduvawe so raboten etalon;
• efikasno merewe i prenos, obrabotka i presmetka na podatoci;
• sigurna i prakti~na manipulacija so testiranite broila.
Osnovnata gradba i modulite koi gi realiziraat navedenite operacii se
prika`ani preku uprostenata ednopolna [ema na slika 1.
slika 7 Ednopolna [ema na sistem za verifikacija na broila
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
14
Osnovni moduli od koi se sostoi sistemot se slednite:
• izvor za napojuvawe - generator na test-vrednosti, tip PSL 23E;
• raboten etalon za elektri~na energija, mo]nost, napon, struja i faktor
na mo]nost, tip TEMP-100;
• modul za ot~ituvawe tip E3S-VS, so fotoglavi;
• merno-elektronski modul - interfejs, tip PSM 23E;
• modul za merewe i obrabotka na rezultatite, tip PSO 23E (personalen
kompjuter i soodveten aplikativen softver);
• mehani~ki sistem.
Vaka postavenata konfiguracija ovozmo`ila dobivawe Odobrenie od
strana na Slu`bata za standardizacija i metrologija pri Ministerstvoto za
ekonomija na R. Makedonija, spored koe so izgradeniot sistem mo`e da se vr[i
pregled i `igosuvawe na merila od oblasta na elektromagnetni golemi (15):
• indukcioni broila za elektri~na energija (15MS0212);
• indukcioni broila za elektri~na energija koi se priklu~uvaat preku
merni transformatori (15MS0210);
• stati~ki (elektronski) broila za elektri~na energija za direktno
priklu~uvawe (15MS0211);
• stati~ki (elektronski) broila za elektri~na energija koi se
povrzuvaat preku merni transformatori (15MS0209);
• ostanati broila za elektri~na energija (15MS0213).
2.3. Opis i tehni~ki karakteristiki na sistemot
2.3.1. Izvor za napojuvawe (PSL 23E)
Izvorot za napojuvawe e vsu[nost generator na test-vrednosti. Toj e od
tipot PSL 23E. Slu`i za da generira naponski i strujni vrednosti so pomo[ na
preobrazuva~i, niskofrekventni filtri i izlezni zasiluva~i upravuvani od
mikrokontroler. Preobrazuva~ite generiraat [est sinusni naponski
vrednosti od koi tri se zasiluvaat od naponskite, a tri od strujnite
zasiluva~i. Zasiluva~ite imaat transformatorski izlez, a sekoj od izleznite
stepeni ima elektronska za[tita.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
15
Izvorot za napojuvawe PSL 23E ovozmo`uva da se generiraat trifazni
naponi i strui so slednite parametri:
Fazen napon: Uf = 0 ÷ 260 V
• ~ekor na naponot: 0,1 V
eff
• to~nost: <0,5 % * Uf
• maksimalna izlezna struja:
+ 0,2 V
• 1 Aeff do 220 V
• 200W / U
eff
f nad 220 V
• mo`nost za istovremeno ili oddelno zadavawe na
vrednostite na fazite.
eff
Fazna struja: If = 0 ÷ 120 A
• ~ekor na strujata: 0,001 A pod 10 A i 0,01A nad 10 A
eff
• to~nost: <0,5 % * If
• maksimalen izlezen napon:
+ 0,01 A
• 3 Veff
• 6 V
za struja 70 A
eff
• 12 V
za struja 40 A
eff
• 24 V
za struja 20 A
eff
• mo`nost za istovremeno ili oddelno zadavawe na
vrednostite na fazite.
za struja pomala od 10 A
Fazen agol: 0O ÷ 359,9
• ~ekor na fazata: 0,1
O
• to~nost: 0,1
O
• mo`nost za istovremeno ili oddelno zadavawe na
vrednostite na poedini fazi.
O
Frekvencija: 45 ÷ 66 Hz
• ~ekor na frekvencijata: 0,01 Hz
• to~nost: 0,01 Hz
• parametrite va`at istovremeno za site fazi.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
16
Izlezna mo]nost za naponskite izlezi: pogolema od 50 VA.
Izlezna mo]nost za strujnite izlezi: pogolema od 100 VA.
Gre[ki na napojnata edinica vo re`im na kalibracija:
• za naponot: gre[ka na etalonot +0,03 V
• za strujata: gre[ka na etalonot +0,001 A
• za fazata: 0,03 %
• za cosϕ:
• 0,0002 pri cosϕ = 1
• 0,001 pri cosϕ = 0,5
• za frekvencijata: 0,01 Hz.
2.3.2. Raboten etalon (TEMP-100)
Rabotniot etalon koj se koristi vo sistemot e tip TEMP-100. Toj e
namenet za merewe energija i mo]nost so to~nost od 0,05%. Vgradeniot
mikroprocesor ovozmo`uva merewe na gre[kite na ednofazni i trifazni
broila za elektri~na energija so klasa na to~nost od 3 do 0,2S.
Osnovnite tehni~ki karakteristiki na etalonot se slednite:
Napon na napojuvawe: 230 V ± 10 %
Vlijanie na naponot na napojuvawe: ≤ 0,005 % / 10 % AC
Nominalna frekvencija: 45 ÷ 66 Hz
Rabotna temperatura: 0 ÷ 45 O
Dimenzii: 508 x 178 x 300 [mm]
C
Te`ina: 10 [kg]
Mernite opsezi koi gi pokriva etalonot se slednite:
Naponski vlez: 60 V, 120 V, 240 V, 480 V
Struen vlez 100 A: 100 A, 25 A, 6,25 A, 1,5625 A, 0,390625 A
Struen vlez 10 A: 10 A, 2,5 A, 0,625 A, 0,15625 A, 0,0390625 A
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
17
2.3.3. Modul za ot~ituvawe (E3S-VS)
Modulot za ot~ituvawe pretstavuva setilo (senzor) so vgraden
zasiluva~. Toj e vsu[nost fotoelektri~en prekinuva~ t.e. fotoglava,
proizvodstvo na firmata OMRON. Ovoj modul e pogoden za ot~ituvawe oboeni
oznaki, so crveni ili zeleni izvori na svetlina. Upotrebata na LED diodi
kako svetlosen izvor ovozmo`uva stabilna rabota so dolg raboten vek i
robusnost na edinicata od udari i vibracii. Podesuvaweto na osetlivosta e
ednostavno preku vgradeniot indikator za stabilnost. Modulot e pogoden za
ot~ituvawe na kratkotrajni signali. Modulot se upravuva preku personalen
kompjuter preku RS 232 interfejs. Naponot za napojuvawe na fotoglavite se
odr`uva konstanten na vrednost 24V.
Osnovnite tehni~ki karakteristiki na etalonot se slednite:
Raboten napon: 12 ÷ 24 V
Potro[uva~ka na struja: 40 mA
DC
Rastojanie na ot~ituvawe: 1,2 cm ± 0,2 cm
Standardna golemina na objektot: 2 x 2 mm
Vreme na odyiv: 1 ms
Kontrolen izlez: 2 V
Izvor na svetlina: zelena LED dioda
Rabotna temperatura: -25 ÷ +55 O
C
2.3.4. Merno-elektronski modul (PSM 23E)
Namenata na ovoj modul e merewe na gre[kata na ednofazni i trifazni
broila za merewe elektri~na energija. Toj se sostoi od interfejs preku koj se
upravuva so pomo[ na personalen kompjuter preku RS 232 porta, kako i sekcija
za obrabotka na signalite od modulite za ot~ituvawe i prilagoduvawe na
signalite za doveduvawe vo modulot za matemati~ki operacii (PC).
Isto taka, ovoj modul obezbeduva i napojuvawe na modulite za
ot~ituvawe, kako i kontrola na nivnata rabota i komunikacija pome\u
rabotniot etalon i modulite za ot~ituvawe od edna strana i personalniot
kompjuter od druga strana.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
18
Tehni~ki karakteristiki na merno-elektronskiot modul se slednite:
maksimalen broj na testirani broila: 10;
vlez/izlez za upravuvawe so etalonskoto broilo tip TEMP-100
(interfejs RS 232 i impulsen vlez);
vlez/izlez za upravuvawe od personalen kompjuter (interfejs RS 232);
vlez/izlez za fotoglavite:
• maksimalen broj fotoglavi: 10 + 1;
• izlez za sekoja fotoglava od izvor za napojuvawe 24 V ± 5 % so
sumarno optovaruvawe pogolemo od 1 A;
• impulsen vlez za napojuvawe pogolemo od 2 V.
2.3.5. Modul za merewe i obrabotka na rezultatite (PSO 23E)
Ovoj modul se sostoi od personalen kompjuter so instaliran soodveten
aplikativen softver. Tuka se vr[i matemati~ka obrabotka na signalite od
modulite za ot~ituvawe i rabotniot etalon. Toj ja upravuva rabotata na celiot
sistem spored odnapred zadadena procedura, vr[i prika`uvawe na podatocite
za kalibracijata (na monitor) i vr[i izrabotka na soodveten protokol za
rezultatite i pe~atewe na izve[taite (na printer).
Osnovnata konfiguracija na modulot za merewe i obrabotka e slednata:
centralna edinica: Intel Pentium II 433 MHz Processor;
rabotna memorija: 32 MB RAM
tvrd disk: HDD 4,3 GB
prenosen disk: FDD 3,5” 1,44 MB
komunikaciski porti:
• 2 x USB
• 2 x RS 232 serial interface
• 1 x Centronics parallel interface
• LAN RJ-45 port
• 1 x RGB VGA monitor port
tastatura i gluv~e
monitor: 15” color monitor
printer: Hewlet-Packard LaserJet
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
19
2.3.6. Mehani~ki sistem
Mehani~kiot sistem ovozmo`uva prakti~na manipulacija so broilata
za testirawe i so modulite na sistemot. Broilata za testirawe se postavuvaat
so ednostavno vmetnuvawe na priklu~nite klinovi za naboduvawe, ima lesen
pristap kon niv vo slu~aj na potreba od nivna zamena ili vo slu~aj na potreba
od podesuvawe. Mehani~kiot sistem e opremen so sklopovi za brzo i precizno
pozicionirawe na modulite za ot~ituvawe.
Dimenziite na sistemot se prilagodeni na dimenziite na prostorijata i
soglasno na ergonomskite pravila.
2.4. Organizacija na sistemot
Poa\aj]i od raspolo`liviot prostor i funkciite [to nara~atelot
(Iskra ATG) predvidel da se odvivaat vo toj prostor, vo prilog na ovoj trud e
pomestena fotokopija od skicata kade e prika`an prostorniot raspored na
sistemot, odnosno laboratorijata za testirawe i kalibracija na broila za
elektri~na energija.
Za obezbeduvawe uslovi za rabota na sistemot, vo prostorijata vo koja
istiot e smesten potrebno e da se obezbedi soodvetno osvetlenie i
klimatizacija. Pritoa, na rabotnoto mesto treba da se obezbedat slednite
mikroklimatski uslovi:
• osvetlenost: 600 ÷ 1000 [lx];
• temperatura: 20 ÷ 25 O
• relativna vla`nost: 40 ÷ 70 %.
C;
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
20
3. NADGRADBA NA SISTEMOT
Vo gorniot del od tekstot be[e spomenato deka vgradenite fotoglavi se
pogodni za ot~ituvawe oboeni oznaki. Toa zna~i deka so niv vsu[nost e mo`no
ot~ituvawe na markerot koj e obele`an na diskot kaj indukciskite broila, ili
so drugi zborovi, postojniot sistem ovozmo`uva verifikacija samo na
indukciski broila. So ogled na faktot deka postoe~kite indukciski broila
vo Republika Makedonija masovno se zamenuvaat so novi elektronski broila,
se javi potreba za nadgradba na sistemot.
3.1. Izmeni i dopolnuvawa na sistemot
So ogled na toa deka eden nov i sovremen sistem za verifikacija na
elektronski broila se sostoi od istite modularni komponenti kako i
postojniot sistem instaliran vo ba`darnicata na Iskra-ATG, edinstveno
be[e potrebno da se izvr[i promena kaj modulite za ot~ituvawe.
Pritoa se razgleduvaa dve mo`ni re[enija:
1. postojnite moduli za ot~ituvawe celosno da se otstranat i da se
zamenat so novi koi ovozmo`uvaat ot~ituvawe na trepereweto na
signalnite LED diodi kaj elektronskite broila;
2. da se dodade mo`nost samo za fizi~ka zamena na fotoglavite so novi
fotoglavi koi ovozmo`uvaat ot~ituvawe na trepereweto na
signalnite LED diodi kaj elektronskite broila.
Be[e usvoeno vtoroto re[enie od pri~ini [to mo`nosta za zamena na
dvata tipa fotoglavi ovozmo`uva univerzalnost i flesibilnost na sistemot
za verifikacija za obata tipa broila - indukciski i elektronski.
U[te pove]e, so usvoenoto re[enie sistemot stanuva tolku
fleksibilen [to dokolku se javi potreba, toj mo`e da se prilagodi i za
istovremena verifikacija na indukciski i elektronski broila (slika 8).
Ostanati prilagoduvawa ne se neophodni bidej]i site sistemski moduli
kako i instaliraniot softverski paket ostanuvaat isti.
Edinstvenoto [to treba[e da se napravi be[e da se nabavat deset novi
fotoglavi koi ovozmo`uvaat ot~ituvawe na trepereweto na signalnite LED
diodi kaj elektronskite broila i istite da vgradat na postojnite nosa~i.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
21
Za taa cel se nabaveni fotoglavi tip Iskra FG-L proizvodstvo na
firmata Iskra - Kraw, R. Slovenija i istite se montirani na istite nosa~i na
koi se nao\aat i postojnite fotoglavi (slika 10). Zamenata na fotoglavite vo
sistemot se vr[i so ednostavno prika~uvawe na nivnite priklu~ni kabli kon
modulot za ot~ituvawe preku soodvetni konektori predvideni za taa namena.
slika 8 Istovremena verifikacija na indukciski i elektronski broila
slika 9 Izgled na fotoglavata za ot~ituvawe indukciski broila
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
22
slika 11 Pogled kon etalonskoto broilo i
izvorite na napon i struja
Po izvr[enata monta`a i povrzuvawe na site kabelski vrski i
zavr[noto testirawe na sistemot, istiot be[e pu[ten vo upotreba.
slika 10 Izgled na kombinacijata od dve fotoglavi za ot~ituvawe
indukciski i elektronski broila Od osobena va`nost e da se
naglasi deka celokupnata rabota na
sistemot e pod nadzor i upravuvawe
na personalen kompjuter. Vo nego e
instaliran softverskiot paket
MTS, specijalno izraboten za ovaa
ba`darnica. Preku istiot se
upravuva so site verifikaciski
parametri na sistemot.
Bez da navleguvame vo
podrobnosti za opis na
softverskiot paket, vo sledniot del
]e dademe kus opis na negovite
funkcii i na~inot na rabota za
aktivirawe na sistemot za
verifikacija i izgotvuvawe
izve[tai za istata.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
23
3.2. Softverski paket MTS i negovi funkcii
Softverskiot paket e izraboten taka [to korisnikot da mo`e na
najednostaven i intuitiven na~in da upravuva so sistemot za verifikacija.
Po startuvaweto na programata, na ekranot se pojavuva glaven izbornik
so tri mo`ni izborni funkcii: setirawe, podesuvawe i ispituvawe (slika 12).
slika 12 Izgled na glavniot izbornik (levo) i izbornikot Setirawe (desno)
3.2.1. Setirawe
Vo ova podmeni se pravi premin kon izbornicite za ureduvawe na
razli~ni tipovi broila, za protokol za podesuvawe, protokol za ispituvawe i
za konfigurirawe na programskiot paket.
Vo izbornikot za ureduvawe mo`e da se vr[i pregled na vnesenite
tipovi broila, istite da se ureduvaat ili da se vnesat novi. Site izraboteni
definicii za broilata se snimaat vo posebna datoteka (emers.dat).
Vnesenite tipovi broila se prika`uvaat na monitorot vo tabela,
sortirani po ime (slika 13).
Pri vlez vo
izbornikot za protokoli
za podesuvawe mo`at da
se kreiraat i so~uvaat
razli~ni rasporedi na
proceduri za podesuvawe
na broilata.
Site rasporedi se
vnesuvaat tabelarno i
imaat lesna preglednost.
slika 13 Tabelaren pregled na vnesenite tipovi
broila
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
24
Izbornikot za konfigurirawe
na programskiot paket (slika 14)
ovozmo`uva pristap kon poliwa za
izbor na jazik na programata, izbor na
seriska porta za komunikacija so
merno-elektronskiot modul
(interfejsot), kako i mo`nost za
kombinacija na relejnite izlezi za
vklu~uvawe na tarifite kaj broilata.
3.2.2. Podesuvawe
Vo ova podmeni se vr[i
izbor na tip na broilo i redosled
na testirawe. Po aktiviraweto na
test-modot se pojavuva tabela so
redosled na operacii, panel so
prika`ani podatoci za broilata
(gre[ka i broj na impulsi) i
mo`nost za izbor za sledna
operacija ili izlez od izbornikot.
3.2.3. Ispituvawe
Izborot na re`imot za
ispituvawe se vr[i najprvo so
izbor na tip na broilo i redosled na
ispituvawe, a potoa se izbira tip na protokol ili pregled na ve]e napraveni
ispituvawa. So aktivirawe na procedurata, se otvora prozorec vo koj se
vnesuvaat po~etni vrednosti i parametri - ime na ispituva~ot, tekoven datum,
ambientalna temperatura i vla`nost, komentar, rok na va`nost na
protokolot, polo`bi na vklu~uvawe, seriski broevi na broilata, po~etni
sostojbi na tarifite na broilata i drugi.
slika 14 Izbornik za konfigurirawe
slika 15 Panel so podatoci za broilata
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
25
Koga broilata se stati~ni, kon niv mo`e da se nalo`i doveduvawe
nominalen napon, kako i protok na soodvetni strui pri izvr[eno
pozicionirawe na fotoglavite.
slika 16 Izgled na protokolot za podesuvawe
Pri start na operacijata ispituvawe, se otvora prozorec vo koj se
prika`uvaat razli~ni podatoci: tabela za redosledot na operaciite, gre[ki i
broj na impulsi kaj broilata, vektorski dijagram za dovedenite naponi i strui,
kako i podatoci za izminatoto i preostanato vreme na ispituvawe. Vklu~eni
se i kop~iwa za preskoknuvawe na nekoja operacija i prekratuvawe na
ispituvaweto. Po zavr[uvaweto na ispituvaweto se poka`uva zavr[niot
protokol i se ostava opcija toj da bide so~uvan pod izbrano ime (slika 17).
slika 17 Izgled na izbornikot za so~uvuvawe na podatocite
Vo prilog na ovoj trud se pomesteni fotokopii na nekolku protokoli od
nekoi izvr[eni ispituvawa na broila, napraveni po izvr[enata nadgradba na
sistemot za verifikacija. Na istite mo`at da se vidat detali za ostvarenite
ispitni rezultati za ispituvanite broila.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
26
4. ZAKLU^OK
Ispituvawata na broilata mo`at da ovozmo`at zna~itelni pridobivki
kako za proizvoditelite i distributivnite kompanii, taka i za krajnite
potro[uva~i na elektri~na energija. Pritoa glavni dolgoro~ni korisnici se
distributivnite kompanii, no samo vo slu~aj ako ovie aktivnosti gi
integriraat soodvetno i sistematski vo svojot sistem za upravuvawe so
distribucijata na energija. Ispituvaweto na broilata kaj korisnicite mo`e
da gi ovozmo`i slednite pridobivki:
• statisti~ka procenka na tipot na broilata, brendot i
performansite na broilata posle odreden broj godini rabota ([to
ovozmo`uva ponatamo[ni podatoci za vospostavuvawe ispitni
intervali);
• kvalitativna povratna informacija za idnite nabavki na broila i
merni transformatori;
• otkrivawe na izvr[enite provali preku redovni i opse`ni
terenski ispituvawa;
• nadzor na odredena oblast ili podra~je taka [to nabquduvaweto na
istata mo`e da se za~esti ili namali;
• gledano od stranata na doverba od krajnite korisnici,
minimizirawe na `albite i pravnite predizvici i izgradba na
popozitivna slika za kompanijata.
Kone~no, prihodite za distributivnata kompanija ]e dojdat samo preku
broilata i nivnite merni komponenti, strujnite i naponskite
transformatori, taka [to nivnata ispravna rabota na dolg rok stanuva golem
predizvik i interes.
M-r Petre Risteski dipl.el.in`. Proektirawe na mernoupravuva~ki sistemi
27
5. LITERATURA
1. MTS, Elaborat za formirawe na laboratorija za verifikacija na broila
za elektri~na energija, Skopje, 2000
2. Biro za metrologija, Zapisnik i Re[enie za odobrenie na metrolo[ka
laboratorija,Skopje, 2001
3. Tehni~eski universitet София, Sistema za avtomati~no testvane na
elektromeri, opis i instrukcii za rabota, Sofija, 2001
4. MEPSO, Ispitni protokoli za elektronski broila, Skopje, 2007
5. Spisanie METERING International
6. Katalozi na proizvoditelite MTE, Iskra, ELSTER, Landis-Gyr
7. Me\unarodni standardi:
• IEC 62052-11
• IEC 62053-11,21,22,23; i
• EN 50470.
8. Internet stranici so adresa:
• http://www.iskraatg.com.mk
• http://www.iskraemeco.si
• http://www.mte.com
• http://www.elster.com
• http://www.landisgyr.com
• http://www.wikipedia.com