RU59263U1

RU59263U1 - DEVICE FOR AUTOMATED CALIBRATION OF SINGLE-PHASE ELECTRIC ENERGY METERS

Info

Publication number: RU59263U1
Application number: RU2006121000/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Владимирович Филатов; Юрий Анатольевич Суворов; Роман Евгеньевич Федоров
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Корпоративный институт электротехнического приборостроения "Энергомера"
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-12-10

Abstract

Заявляется полезная модель, в которой к электронно-вычислительной машине, через последовательный интерфейс, подключен однофазный источник тока и напряжения с образцовым счетчиком, а также стенд для подключения испытуемых счетчиков. Стендов может быть несколько. Для снижения затрат времени на калибровку и исключение непосредственного участия человека в этом процессе, то - есть для полной автоматизации калибровки электронных счетчиков электрической энергии дополнительно введен блок управления, соединенный по параллельному интерфейсу с модулем исполнения, который через контактирующее устройство подключается к каждому счетчику.A utility model is claimed in which a single-phase current and voltage source with an exemplary meter is connected to the electronic computer via a serial interface, as well as a stand for connecting test meters. There can be several stands. To reduce the time spent on calibration and to exclude direct human participation in this process, that is, to completely automate the calibration of electronic electric energy meters, a control unit is additionally connected, connected via a parallel interface to the execution module, which is connected to each meter through a contacting device.

Устройство работает следующим образом. На стенды устанавливаются калибруемые счетчики и к ним подключаются контактирующие устройства. На блок управления от ЭВМ поступает команда на проверку исходного состояния перемычек регулировочного элемента счетчиков. Если все перемычки замкнуты, программа переходит к процессу измерения погрешности по заданным точкам измерения. Образцовый счетчик в свою очередь измеряет погрешность. ЭВМ производит расчеты средней погрешности, которую можно скомпенсировать удалением перемычек регулировочного элемента каждого счетчика. Определяются перемычки, которые необходимо удалить. Блок управления формирует сигнал на включение токовых ключей в модулях исполнения, которые подают токовый импульс через контактирующие устройства на каждый счетчик, удаляя перемычку. Блок управления посылает команду подтверждения выполнения операции калибровки на ЭВМ.The device operates as follows. Calibrated meters are installed on the stands and contacting devices are connected to them. A command is sent to the control unit from the computer to check the initial state of the jumpers of the counter adjustment element. If all jumpers are closed, the program proceeds to the process of measuring the error at the given measurement points. The reference meter in turn measures the error. The computer calculates the average error, which can be compensated by removing the jumpers of the adjustment element of each counter. The jumpers to be removed are determined. The control unit generates a signal to turn on the current switches in the execution modules, which supply a current pulse through contacting devices to each meter, removing the jumper. The control unit sends a command to confirm the calibration operation to the computer.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для калибровки фазовой и амплитудной погрешностей счетчиков электрической энергии в автоматизированном режиме.The inventive utility model relates to the field of measurement technology and is designed to calibrate the phase and amplitude errors of electric energy meters in an automated mode.

В настоящее время известны устройства для поверки и калибровки счетчиков электрической энергии, например типа МТЕ фирмы Лэндис и Гир, Швейцария, 2005, а также установка для поверки однофазных счетчиков типа СУ001, выпускаемая ОАО «Концерн Энергомера», г.Невинномысск, Россия; которые содержат электронно-вычислительную машину (ЭВМ) с соответствующей программой и, кроме того, они в своем составе имеют образцовый счетчик, источник питания и стойки для испытания счетчиков электрической энергии. Известные устройства предназначены для поверки электрических параметров электросчетчиков при проведении массовых приемосдаточных и предъявительских испытаний. Наличие ЭВМ позволяет проводить поверку в автоматическом, а калибровку в полуавтоматическом режиме. При этом регулировка метрологических характеристик счетчиков производится ручным способом, т.е. оператором выполняется последовательно регулирование погрешности для каждого проверяемого счетчика электрической энергии.At present, devices for checking and calibrating electric energy meters are known, for example, MTE type from Landis and Gear, Switzerland, 2005, as well as an installation for checking single-phase meters type SU001 manufactured by Energomera Concern OJSC, Nevinnomyssk, Russia; which contain an electronic computer (COMPUTER) with the appropriate program and, in addition, they include an exemplary meter, a power source and racks for testing electric energy meters. Known devices are designed to verify the electrical parameters of electric meters during mass acceptance and bearer tests. The presence of a computer allows calibration in automatic, and calibration in semi-automatic mode. At the same time, the metrological characteristics of the meters are adjusted manually, i.e. the operator sequentially adjusts the error for each checked electric energy meter.

Недостатками аналогов является то, что при проведении калибровки счетчиков электрической энергии, производится только отображение измеренной погрешности в заданных оператором точках измерения, непосредственно регулировка осуществляется в ручном режиме. При этом оператор производит изменение регулировочного элемента каждого счетчика, погрешность измерения которого находится за пределами допустимой. После этого необходимо повторное измерение погрешности и в случае неудовлетворительного результата регулировки, проводить повторную подгонку регулировочного элемента счетчика. Эти операции The disadvantages of the analogues are that when calibrating the electric energy meters, only the measured error is displayed at the measurement points set by the operator, the adjustment is directly carried out in manual mode. At the same time, the operator makes a change in the adjusting element of each counter, the measurement error of which is outside the acceptable range. After that, it is necessary to re-measure the error and in case of an unsatisfactory adjustment result, re-adjust the counter adjustment element. These operations

требуют больших затрат времени и большой трудоемкости, а также существует вероятность ошибки, связанной с так называемым человеческим фактором.they require a lot of time and laboriousness, and there is also the possibility of error associated with the so-called human factor.

Ближайшим из аналогов - прототипом является автоматическая установка для поверки однофазных счетчиков электрической энергии типа ЭНЕРГОМЕРА СУ001, производства ОАО «Концерн Энергомера» ТУ 4222-036-46146329-2003. Установка предназначена для автоматической поверки и регулировки электронных и индукционных однофазных электросчетчиков активной энергии класса точности 1,0 и менее точных.The closest analogue is the prototype, an automatic installation for checking single-phase electric energy meters, type ENERGOMER SU001, manufactured by Energomera Concern OJSC TU 4222-036-46146329-2003. The unit is designed for automatic verification and adjustment of electronic and induction single-phase active energy meters with accuracy class 1.0 and less accurate.

Прототип состоит из следующих узлов: ЭВМ с программой верхнего уровня, однофазного источника тока и напряжения с образцовым счетчиком и блоком обработки информации, а также из стендов для подключения поверяемых или регулируемых счетчиков, оснащенных блоком гальванической развязки по цепям напряжения (для обеспечения поверки счетчиков, имеющих замкнутую входную цепь тока и напряжения).The prototype consists of the following nodes: a computer with a top-level program, a single-phase current and voltage source with an exemplary meter and an information processing unit, as well as stands for connecting calibrated or adjustable meters equipped with a galvanic isolation unit for voltage circuits (to ensure verification of meters having closed input circuit of current and voltage).

Недостатки прототипа также заключаются в высокой трудоемкости процесса калибровки погрешности счетчиков электрической энергии, связанной с поочередной подгонкой регулировочного элемента оператором вручную.The disadvantages of the prototype also lie in the high complexity of the calibration process of the error of the meters of electrical energy associated with the alternate adjustment of the control element by the operator manually.

Целью заявляемого устройства является снижение затрат времени на калибровку и исключение непосредственного участия человека в этом процессе, т.е. полная автоматизация операции калибровки электронных счетчиков электрической энергии.The purpose of the claimed device is to reduce the time spent on calibration and the exclusion of direct human participation in this process, i.e. full automation of the calibration of electronic energy meters.

Общие признаки предлагаемой полезной модели с прототипом: наличие ЭВМ, однофазного источника тока и напряжения с образцовым счетчиком и стендов для подключения испытуемых счетчиков.Common features of the proposed utility model with a prototype: the presence of a computer, a single-phase current and voltage source with an exemplary meter, and stands for connecting test meters.

Указанная цель достигается тем, что к общеизвестным признакам дополнительно вводятся отличительные признаки заявляемой полезной модели, такие как блок управления, соединенный по параллельному интерфейсу с каждым модулем исполнения, которые в свою очередь через контактирующие устройства подключаются к счетчикам.This goal is achieved by the fact that to the well-known features are additionally introduced the distinctive features of the claimed utility model, such as a control unit connected via a parallel interface to each execution module, which, in turn, are connected to the meters through contacting devices.

На фиг.1 изображена структурная схема заявляемого устройства.Figure 1 shows the structural diagram of the inventive device.

К ЭВМ 1, через СОМ-порт последовательного интерфейса RS232 подключен однофазный источник тока и напряжения с образцовым счетчиком 2, выходные сигналы которого (ток и напряжение), подаются на стенды подключения счетчиков 3. На фигуре изображено 3 стенда, но их может быть и больше. К каждому стенду подключено до шести счетчиков электрической энергии 4. Обратная связь стендов 3 с однофазным источником тока и напряжения с образцовым счетчиком 2 осуществляется по последовательному интерфейсу RS485. К второму СОМ-порту последовательного интерфейса RS232 ЭВМ 1 подключен блок управления 5, который по параллельному интерфейсу связан с модулями исполнения 6. Модули исполнения 6 через контактирующие устройства 7 подключены к калибруемым счетчикам электрической энергии 4.To the computer 1, through the COM port of the serial RS232 interface, a single-phase current and voltage source with an exemplary counter 2 is connected, the output signals of which (current and voltage) are supplied to the meters connection stands 3. The figure shows 3 stands, but there may be more . Up to six electric energy counters 4 are connected to each stand. Feedback of stands 3 with a single-phase current and voltage source with an exemplary counter 2 is carried out via the RS485 serial interface. A control unit 5 is connected to the second COM port of the RS232 serial interface of the computer 1, which is connected via the parallel interface to the execution modules 6. The execution modules 6 are connected to calibrated electric energy meters 4 through contacting devices 7.

Работа предлагаемого устройства.The work of the proposed device.

Подготовка к работе: В ЭВМ 1 в программе верхнего уровня вводятся точки измерения погрешности, на основании измерений по которым будет производиться расчет средней погрешности счетчика, вводятся параметры измерения (время усреднения, допуск погрешности в каждой точке измерения) и параметры калибровки (схема регулировочного элемента счетчика с дискретным делителем и калибровочная таблица). Калибруемые счетчики 4 устанавливаются на стенды 3 и к ним подключаются контактирующие устройства 7.Preparation for work: In computer 1, in the upper level program, error measurement points are entered, based on the measurements on which the average error of the counter will be calculated, measurement parameters (averaging time, error tolerance at each measurement point) and calibration parameters (scheme of the meter adjustment element with discrete divider and calibration table). Calibrated counters 4 are installed on stands 3 and contacting devices 7 are connected to them.

После запуска программы с ЭВМ 1 по интерфейсу RS232 через второй СОМ-порт поступает команда на блок управления 5 на проверку исходного состояния перемычек регулировочного элемента счетчиков, блоком управления 5 производится последовательный опрос состояния каждой перемычки, каждого счетчика через модуль исполнения 6 и контактирующее устройство 7. Результат проверки состояния перемычек поступает с блока управления 5 в ЭВМ 1 и отображается программой верхнего уровня. В случае, если все перемычки для каждого счетчика замкнуты, программа переходит к процессу измерения погрешности по After starting the program from the computer 1 via the RS232 interface, a command is sent to the control unit 5 through the second COM port to check the initial state of the jumpers of the counter adjustment element, the control unit 5 sequentially polls the status of each jumper, each counter through the execution module 6 and the contacting device 7. The result of checking the status of jumpers comes from the control unit 5 in the computer 1 and is displayed by the top-level program. If all jumpers for each counter are closed, the program proceeds to the process of measuring the error by

заданным точкам измерения. С ЭВМ 1 по первому СОМ-порту поступают команды на однофазный источник тока и напряжения с образцовым счетчиком 2, который в свою очередь, управляя стендами подключения счетчиков 3, производит измерение погрешности. Результаты измерения поступают в ЭВМ 1, где программой верхнего уровня производится расчет средней погрешности, которую можно скомпенсировать удалением перемычек регулировочного элемента каждого счетчика. На основании регулировочной таблицы производится определение перемычек, которые необходимо удалить для компенсации погрешности и по интерфейсу посылается команда на выполнение регулировки в блок управления 5. Блоком управления 5 формируется сигнал на включение токовых ключей в модуле исполнения 6. Токовый импульс от накопителя энергии в блоке управления 5 подается через контактирующее устройство 7 на счетчик 4, удаляя (пережигая) перемычки регулировочного элемента каждого счетчика. По завершении удаления перемычек всех регулируемых счетчиков, блоком управления 5 посылается команда подтверждения выполнения в ЭВМ 1.given measurement points. From computer 1, the first COM port receives commands to a single-phase current and voltage source with an exemplary counter 2, which, in turn, controlling the connection stands of the counters 3, makes an error measurement. The measurement results are sent to computer 1, where the upper level program calculates the average error, which can be compensated by removing the jumpers of the adjustment element of each counter. On the basis of the adjustment table, jumpers are determined that must be removed to compensate for the error and the command is sent to the control unit 5 to the control unit 5. The control unit 5 generates a signal to turn on the current switches in the execution module 6. The current pulse from the energy storage in the control unit 5 is fed through the contacting device 7 to the counter 4, removing (burning out) the jumpers of the adjusting element of each counter. Upon completion of the removal of jumpers of all adjustable counters, the control unit 5 sends a confirmation command to the computer 1.

Пример реализации полезной модели может быть следующим:An example implementation of a utility model may be as follows:

Блок 1 - ЭВМ - это может быть любой персональный компьютер. Блоки 2, 3 и 4 - однофазный источник тока и напряжения с образцовым счетчиком, а также три стенда со счетчиками могут применяться в составе установки для поверки однофазных счетчиков типа ЭНЕРГОМЕРА СУ001/3-02-РО-К, ТУ 4222-036-46146329-2003, выпускаемой ОАО «Концерн Энергомера», г.Невинномысск.Block 1 - a computer - this can be any personal computer. Blocks 2, 3 and 4 - a single-phase current and voltage source with an exemplary counter, as well as three stands with counters can be used as part of an installation for checking single-phase meters like ENERGOMER SU001 / 3-02-RO-K, TU 4222-036-46146329- 2003, manufactured by Energomera Concern OJSC, Nevinnomyssk.

Блок управления 5 может быть реализован на PIC-контроллере типа PIC16F877A-I/P производства компании MICROCHIP. В качестве преобразователя интерфейса можно использовать микросхему МАХ232АСРЕ производства компании MAXIM. Для реализации управления токовыми ключами можно использовать коммутаторы верхнего и нижнего напряжения типа IPC511G и IPC022G INTERNATIONAL RECTIFIER. Накопитель энергии блока управления 5 можно выполнить из The control unit 5 can be implemented on a PIC controller type PIC16F877A-I / P manufactured by MICROCHIP. As an interface converter, you can use the MAXIM chip MAXIM manufactured by MAXIM. To implement current switch management, you can use the IPC511G and IPC022G INTERNATIONAL RECTIFIER switches for high and low voltage. The energy storage unit of the control unit 5 can be made from

набора электролитических конденсаторов, включенных параллельно, общая емкость которых выбирается из расчета энергии, необходимой для удаления перемычки регулировочного элемента счетчика.a set of electrolytic capacitors connected in parallel, the total capacity of which is selected from the calculation of the energy required to remove the jumper of the meter adjustment element.

Модуль исполнения 6 можно реализовать на электромеханических реле типа RM-83-1011-35-1012-01 производства компании RELPOL. Количество реле равно количеству перемычек регулировочного элемента одного счетчика. Количество модулей исполнения равно количеству подключаемых счетчиков.Module 6 can be implemented on electromechanical relays of the RM-83-1011-35-1012-01 type manufactured by RELPOL. The number of relays is equal to the number of jumpers of the control element of one counter. The number of execution modules is equal to the number of connected counters.

Контактирующие устройства 7 представляют собой набор подпружиненных игл, например типа F722-06B-200G-300C, производства компании FEINMETALL, геометрически смонтированные в основание для обеспечения попадания на контактные площадки на печатной плате счетчика. Для обеспечения надежности и долговечности использования в условиях серийного производства цепи подачи тока от модуля исполнения можно выполнить проводами повышенной гибкости.Contacting devices 7 are a set of spring-loaded needles, for example type F722-06B-200G-300C, manufactured by FEINMETALL, geometrically mounted in the base to ensure contact with the pads on the printed circuit board of the meter. To ensure reliability and durability of use in conditions of mass production, the current supply circuit from the execution module can be made with wires of increased flexibility.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает снижение затрат времени более чем в 2 раза по сравнению с использованием общеизвестных устройств, следовательно повышается производительность труда оператора и снижаются требования к его квалификации. Так как в выполнении процесса калибровки оператор непосредственно не участвует, т.е. калибровка производится полностью в автоматическом режиме, обеспечивается исключение случайных ошибок, вызванных человеческим фактором.Thus, the inventive device provides a reduction in time by more than 2 times compared with the use of well-known devices, therefore, increases the productivity of the operator and reduces the requirements for his skills. Since the operator is not directly involved in the calibration process, i.e. calibration is carried out completely in automatic mode, the elimination of random errors caused by the human factor is ensured.

Claims

A device for the automated calibration of single-phase electric energy meters, in which a single-phase current and voltage source with an exemplary meter is connected to the electronic computer via a serial interface, as well as a stand or stands for connecting test meters, characterized in that the control unit is additionally introduced, connected via a parallel interface to the execution module, connected through a contacting device to each electric energy meter.