Проектирање на мерноуправувачки системи Design of measurement...

27
PROEKTIRAWE NA MERNOUPRAVUVA^KI SISTEMI M-r Petre Risteski dipl. el. in`.

description

Проектирање мерни и управувачки системиDesign of measurement and control systemsСистеми за автоматска верификација на броилаSystems for automated meter verification

Transcript of Проектирање на мерноуправувачки системи Design of measurement...

Page 1: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

PROEKTIRAWE NAMERNOUPRAVUVA^KI SISTEMI

M-r Petre Risteski dipl. el. in`.

Page 2: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 3: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 4: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 5: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 6: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 7: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 8: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 9: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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)

Page 10: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 11: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 12: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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).

Page 13: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 14: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 15: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 16: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 17: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 18: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 19: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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;

Page 20: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 21: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 22: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 23: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 24: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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

Page 25: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 26: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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.

Page 27: Проектирање на мерноуправувачки системи  Design of measurement and control systems

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