RU204496U1 - CONCENTRATOR FOR CONTROL, MONITORING AND METERING SYSTEMS IN MEDIUM AND LOW VOLTAGE NETWORKS - Google Patents
CONCENTRATOR FOR CONTROL, MONITORING AND METERING SYSTEMS IN MEDIUM AND LOW VOLTAGE NETWORKS Download PDFInfo
- Publication number
- RU204496U1 RU204496U1 RU2020136764U RU2020136764U RU204496U1 RU 204496 U1 RU204496 U1 RU 204496U1 RU 2020136764 U RU2020136764 U RU 2020136764U RU 2020136764 U RU2020136764 U RU 2020136764U RU 204496 U1 RU204496 U1 RU 204496U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- concentrator
- devices
- electricity
- metering
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам сбора и передачи данных и применяется в области электроэнергетики в сетях среднего и низкого напряжения. Техническим результатом заявляемой полезной модели является ведение непрерывного двустороннего информационного обмена в системах телемеханики по различным протоколам и в автоматизированных системах коммерческого и технического учета электроэнергии. Технический результат достигается за счет того, что содержит микроконтроллер, управляющий всеми функциональными узлами устройства, энергонезависимые часы реального времени, модули для проводной и беспроводной связи с центром управления и сбора данных, модули для создания беспроводного и PLC-каналов связи с аналогичными концентраторами других подстанций, интерфейс для подключения к приборам учета электроэнергии на подстанции, модули для создания беспроводного и PLC-каналов связи с цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов и интерфейс для связи центра управления и сбора данных с устройствами ТМ на подстанции в «прозрачном» режиме в прямом и обратном направлениях без преобразования данных. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to devices for collecting and transmitting data and is used in the field of electric power in medium and low voltage networks. The technical result of the claimed utility model is the maintenance of continuous two-way information exchange in telemechanics systems using various protocols and in automated systems for commercial and technical metering of electricity. The technical result is achieved due to the fact that it contains a microcontroller that controls all functional units of the device, a nonvolatile real time clock, modules for wired and wireless communication with the control and data collection center, modules for creating wireless and PLC communication channels with similar concentrators of other substations, interface for connecting to electricity metering devices at the substation, modules for creating wireless and PLC communication channels with digital electricity metering devices of subscribers and an interface for communicating the control and data collection center with TM devices at the substation in a "transparent" mode in forward and backward directions without data transformation. 2 c.p. f-ly, 1 dwg.
Description
Полезная модель относится к устройствам сбора и передачи данных для реализации непрерывного сбора информации с приборов учета электроэнергии, многофункциональных измерительных преобразователей и других интеллектуальных устройств, подключенных по цифровым интерфейсам и предназначена для применения в области электроэнергетики в сетях среднего и низкого напряжения для организации непрерывного двустороннего информационного обмена в системах телемеханики (ТМ) и в автоматизированных информационно-измерительных системах коммерческого и технического учета электроэнергии.The utility model relates to devices for collecting and transmitting data for the implementation of continuous collection of information from electricity meters, multifunctional measuring transducers and other intelligent devices connected via digital interfaces and is intended for use in the field of electricity in medium and low voltage networks to organize continuous two-way information exchange in telemechanics systems (TM) and in automated information-measuring systems for commercial and technical metering of electricity.
Известен PLC модем (Пат. RU 151867 (U1), МПК Н04В 3/00, опубликовано 20.04.2015, Бюл. №11), содержащий блок питания, PLC модуль, микроконтроллер, сторожевой таймер, драйвер интерфейса RS-485, согласующий трансформатор, блок индикации и корпус с возможностью установки на DIN-рейку, дополнительно содержит второй интерфейс RS-485, сменный модуль интерфейсов IrDA/Bluetooth и датчик обнаружения факта вскрытия или повреждения корпуса.Known PLC modem (Pat. RU 151867 (U1), IPC Н04В 3/00, published 04/20/2015, Bulletin No. 11), containing a power supply, PLC module, microcontroller, watchdog timer, RS-485 interface driver, matching transformer, display unit and housing with the ability to install on a DIN rail, additionally contains a second RS-485 interface, a replaceable IrDA / Bluetooth interface module and a sensor for detecting the fact of opening or damage to the housing.
Известно устройство сбора и передачи данных для системы учета и управления энергопотреблением объектов (Пат. RU 145934 (U1), МПК H01J 13/00, опубликовано 27.09.2014, Бюл. №27), содержащее средства приема и средства передачи данных по силовой сети работающие в диапазоне частот 50-95 КГц, средства приема и средства передачи данных по радиоканалу работающие на частоте 433,92 МГц, процессор, запоминающее устройство и предназначено для сбора данных с приборов учета расхода электроэнергии и передачи их в центр сбора по интерфейсам: RS232, RS422, RS485 и Ethernet.A known device for collecting and transmitting data for a system of accounting and management of energy consumption of objects (US Pat. RU 145934 (U1), IPC H01J 13/00, published 09/27/2014, Bul. No. 27), containing means for receiving and transmitting data over the power network operating in the frequency range 50-95 kHz, means of receiving and transmitting data over a radio channel operating at a frequency of 433.92 MHz, a processor, a memory device and is designed to collect data from electricity consumption meters and transmit them to the collection center via interfaces: RS232, RS422 , RS485 and Ethernet.
Известен модем-коммуникатор для систем учета энергоресурсов (Пат. RU 145406 (МПК H04L 12/66; опубликовано 20.09.2014, Бюл. №26), включающий микроконтроллер, осуществляющий сбор, обработку и передачу измерительной информации и управляющий всеми модулями устройства, часы реального времени, оптический порт для настройки радиомодема от внешнего компьютера, модуль Ethernet, модуль ZigBee, модуль PLC с трехфазным подключением к силовой сети 0,4 кВ, модуль GSM, интерфейс RS-485 и модуль питания.Known modem-communicator for energy metering systems (Pat.RU 145406 (IPC H04L 12/66; published 09.20.2014, bull. No. 26), including a microcontroller that collects, processes and transfers measurement information and controls all modules of the device, real clock time, an optical port for configuring a radio modem from an external computer, an Ethernet module, a ZigBee module, a PLC module with a three-phase connection to a 0.4 kV power network, a GSM module, an RS-485 interface and a power module.
Недостатком известных технических решений является ограничение сбора данных потребления электроэнергии абонентами в пределах одной подстанции в сети электроснабжения 0,4 кВ.The disadvantage of the known technical solutions is the limitation of data collection of electricity consumption by subscribers within one substation in the power supply network of 0.4 kV.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению, по совокупности существенных признаков, является техническое решение, выбранное в качестве прототипа, раскрытое в патенте RU 191691 (МПК H04L 12/66, Н04В 3/54, СПК Н04В 3/54; опубликовано 15.08.2019, Бюл. №23) «Концентратор данных потребления электроэнергии в сетях среднего и низкого напряжения цифрового района электрических сетей», включающий микроконтроллер, управляющий всеми функциональными узлами устройства и осуществляющий сбор, обработку и передачу цифровой информации, часы реального времени, сообщающие микроконтроллеру точное астрономическое время, оптический порт для настройки устройства от внешнего компьютера, интерфейс RS-485, модуль Ethernet и модуль GSM для подключения к центру сбора данных, модуль ZigBee и модуль PLC подключаемый к электрической сети низкого напряжения 0,4 кВ для обеспечения связи по интерфейсу PLC и каналу ZigBee с цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов, второй интерфейс RS-485 для подключения к приборам учета электроэнергии на подстанции, второй модуль PLC для подключения к электрической сети среднего напряжения 6-20 кВ с целью обеспечения связи по интерфейсу PLC с аналогичными устройствами на других подстанциях и модуль RF для создания беспроводного резервного канала связи между подстанциями, модуль GSM для подключения к центру сбора данных и модуль питания. Данное устройство обеспечивает надежный обмен информацией с приборами учета электроэнергии абонентов за счет использования двух независимых каналов связи, в нем предусмотрен обмен информацией с приборами учета электроэнергии на трансформаторных подстанциях (ТП), что позволяет контролировать текущий баланс потребления электроэнергии по ТП и по отходящим линиям, в нем также предусмотрен обмен информацией по линии среднего напряжения с аналогичными устройствами на других ТП, что позволяет осуществлять сбор информации об энергопотреблении на больших территориях.The closest to the claimed technical solution, in terms of the totality of essential features, is a technical solution chosen as a prototype, disclosed in patent RU 191691 (IPC H04L 12/66, Н04В 3/54, SPK Н04В 3/54; published 15.08. No. 23) "Concentrator of data on electricity consumption in medium and low voltage networks of the digital region of electrical networks", including a microcontroller that controls all functional units of the device and collects, processes and transfers digital information, a real time clock that informs the microcontroller of the exact astronomical time, optical a port for configuring the device from an external computer, an RS-485 interface, an Ethernet module and a GSM module for connecting to a data collection center, a ZigBee module and a PLC module connected to a 0.4 kV low voltage electrical network to provide communication via the PLC interface and a ZigBee channel with digital metering devices for electricity of subscribers, the second RS-485 interface for connected power metering devices at a substation, a second PLC module for connecting to a 6-20 kV medium voltage power grid in order to provide communication via the PLC interface with similar devices at other substations and an RF module for creating a wireless backup communication channel between substations, a GSM module for connection to data center and power module. This device provides a reliable exchange of information with electricity meters of subscribers through the use of two independent communication channels, it provides for the exchange of information with electricity meters at transformer substations (TP), which allows you to control the current balance of electricity consumption by TP and outgoing lines, in It also provides for the exchange of information via the medium voltage line with similar devices at other transformer substations, which makes it possible to collect information on energy consumption over large areas.
В тоже время в рассматриваемом прототипе при его использовании в системах учета потребления электроэнергии имеются следующие недостатки. В устройстве не предусмотрена передача данных для коммерческого учета потребления электроэнергии, когда требуется отдельный высокоскоростной канал передачи данных только для коммерческого учета. Кроме того, распределительные сети среднего и низкого напряжения включают множество различного типа ТП, которые помимо основного оборудования содержат приборы учета электроэнергии и различного рода устройства ТМ. Если производители приборов учета электроэнергии в подавляющем большинстве независимо от используемого интерфейса реализуют протокол DLMS/COSEM, включая российскую спецификацию СПОДЭС (Стандарт организации ПАО «РОССЕТИ». СТО 34.01-5.1-006-2017 СЧЕТЧИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ. Требования к информационной модели обмена данными), то производители устройств ТМ в качестве интерфейса в подавляющем большинстве используют проводной интерфейс RS-485, но не придерживаются какой-либо общепризнанной системы при выборе и реализации протоколов, вследствие чего наблюдается многообразие протоколов в установленных на ТП устройствах ТМ от протокола MODBUS в различных его модификациях до проприетарных протоколов, но в устройстве не предусмотрено взаимодействие с разнообразными устройствами ТМ находящимися на ТП, что обязывает иметь на ТП параллельно еще и систему связи с устройствами ТМ.At the same time, in the considered prototype, when used in metering systems for electricity consumption, there are the following disadvantages. The device is not capable of data transmission for custody transfer metering, when a separate high-speed data transmission channel is required for custody transfer only. In addition, distribution networks of medium and low voltage include many different types of transformer substations, which, in addition to the main equipment, contain electricity metering devices and various kinds of TM devices. If manufacturers of electricity meters in the overwhelming majority, regardless of the interface used, implement the DLMS / COSEM protocol, including the Russian SPODES specification (Organization Standard of PJSC ROSSETI. STO 34.01-5.1-006-2017 ELECTRIC ENERGY METERS. Requirements for the information model of data exchange), then the manufacturers of TM devices overwhelmingly use the wired RS-485 interface as an interface, but do not adhere to any generally accepted system when choosing and implementing protocols, as a result of which there is a variety of protocols in TM devices installed on the TP, from the MODBUS protocol in its various modifications to proprietary protocols, but the device does not provide for interaction with various TM devices located on the TP, which obliges to have a communication system with TM devices in parallel on the TP.
Дополнительно отметим, что для обеспечения единства системного времени в самом устройстве и в подключенных к нему приборах учета электроэнергии используются внутренние энергонезависимые часы реального времени. Однако часы реального времени при своей работе могут постепенно отклоняться от общемирового времени и вносить время с отклонением в подключенные к нему приборы, что приводит к ошибкам, например при контроле текущего баланса потребления электроэнергии по отходящим линиям и в целом по ТП или при использовании функции «Стоп-кадр», когда необходимо осуществлять снятие показаний со всех приборов учета в цикле опроса на единый момент времени. Также отметим узконаправленную сферу применения данного устройства, ограниченную сбором потребления электроэнергии, в то время как на каждой ТП имеются другие данные, информация о которых должна доставляться в центры сбора данных. Например, пассивные сигналы телесигнализации (ТС), которые имеются на каждой ТП и информация о изменении их состояния (вкл/выкл) должна собираться и доставляться в центры сбора данных, причем на небольших потребительских ТП, которых большинство, сигналов ТС немного, прежде всего это аварийно-предупредительная сигнализация (положение дверей, неисправность устройств, положение автоматов), но в устройстве не предусмотрен непосредственный ввод, анализ и передача ТС, что особенно важно для ТП, где присутствует только аварийно-предупредительная сигнализация.In addition, we note that to ensure the unity of the system time in the device itself and in the electricity metering devices connected to it, an internal non-volatile real-time clock is used. However, the real-time clock during its operation can gradually deviate from the global time and introduce time with a deviation into the devices connected to it, which leads to errors, for example, when monitoring the current balance of electricity consumption along outgoing lines and in general for TP or when using the Stop -frame ", when it is necessary to take readings from all metering devices in the polling cycle at a single point in time. We also note the narrowly targeted scope of application of this device, limited by the collection of electricity consumption, while each TP has other data, information about which must be delivered to data collection centers. For example, passive telesignalization (TS) signals that are available on each TP and information on changes in their state (on / off) should be collected and delivered to data collection centers, and on small consumer TSs, which are the majority, there are few TS signals, primarily alarm (door position, device malfunction, automatic machine position), but the device does not provide for direct input, analysis and transmission of the vehicle, which is especially important for TP, where there is only an alarm.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является ведение непрерывного двустороннего информационного обмена в системах ТМ по различным протоколам и в автоматизированных информационно-измерительных системах коммерческого и технического учета электроэнергии в сетях среднего и низкого напряжения.The technical result of the claimed utility model is the maintenance of continuous two-way information exchange in TM systems under various protocols and in automated information and measurement systems for commercial and technical metering of electricity in medium and low voltage networks.
Технический результат достигается за счет того, что концентратор для систем управления, контроля и учета электроэнергии в сетях среднего и низкого напряжения, содержащий микроконтроллер, управляющий всеми функциональными узлами устройства и осуществляющий сбор, обработку и передачу цифровой информации, энергонезависимые часы реального времени, сообщающие микроконтроллеру текущее время, модули для проводной и беспроводной связи с центром управления и сбора данных, модуль для создания беспроводного канала связи с аналогичными концентраторами других подстанций, модуль для подключения к электрической сети среднего напряжения 6-20 кВ и создания резервного канала связи с аналогичными концентраторами других подстанций, интерфейс для подключения к приборам учета электроэнергии на подстанции, модуль для создания беспроводного канала связи с цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов, модуль для связи с цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов по сети низкого напряжения 0,4 кВ, модуль питания для питания всех элементов концентратора и также содержит модуль для организации выделенного канала передачи данных потребления электроэнергии в центр сбора данных коммерческого учета и интерфейс для связи центра управления и сбора данных с устройствами ТМ на подстанции в «прозрачном» режиме в прямом и м и обратном направлениях без преобразования данных.The technical result is achieved due to the fact that a concentrator for control systems, monitoring and metering of electricity in medium and low voltage networks, containing a microcontroller that controls all functional units of the device and collects, processes and transfers digital information, a non-volatile real-time clock that informs the microcontroller of the current time, modules for wired and wireless communication with the control and data collection center, a module for creating a wireless communication channel with similar concentrators of other substations, a module for connecting to a 6-20 kV medium voltage power grid and creating a backup communication channel with similar concentrators of other substations, an interface for connecting to electricity metering devices at a substation, a module for creating a wireless communication channel with digital electricity meters of subscribers, a module for communicating with digital electricity meters of subscribers via a 0.4 kV low voltage network, a power supply module for powering all elements of the concentrator and also contains a module for organizing a dedicated data transmission channel for electricity consumption to a commercial metering data collection center and an interface for connecting the control and data collection center with TM devices at the substation in a "transparent" mode in forward and backward directions without data transformation.
Заявленное техническое устройство дополняют частные формы реализации полезной модели, имеющие практическое значение. В концентратор дополнительно введены модуль GPS являющийся источником точного времени ГЛОНАСС/GPS для энергонезависимых часов реального времени и модуль ввода сигналов ТС для прямого подключения до трех датчиков двоичных пассивных сигналов ТС.The claimed technical device complements the particular forms of implementation of the utility model, which are of practical importance. The concentrator additionally includes a GPS module, which is a source of accurate GLONASS / GPS time for a non-volatile real-time clock and a vehicle signal input module for direct connection of up to three sensors of binary passive vehicle signals.
Проведенный патентный поиск показал, что в уровне техники не обнаружены аналогичные решения, что свидетельствует о наличии новизны заявляемой полезной модели, позволяющие преодолеть вышеназванные недостатки предшествующих решений.The conducted patent search showed that no analogous solutions were found in the prior art, which indicates the presence of novelty of the claimed utility model, allowing to overcome the aforementioned disadvantages of the previous solutions.
На чертеже представлена структурная схема реализации заявленного устройства, включающая микроконтроллер 1, управляющий всеми функциональными устройства и осуществляющий сбор, обработку и передачу измерительной информации, модуль RF 2 для работы в радиосети RF в качестве основного канала связи в диапазоне частот 868,7-869,2 МГц в режиме базовой или удаленной станции, модуль часов реального времени 3, сообщающий микроконтроллеру текущее время, модуль PLC1 4 для работы в сети PLC1 в полосе частот CENELEC В,С (Европейские стандарты передачи данных по электрической сети CENELEC EN 5009020 и 13321-1) в режиме базовой или удаленной станции и подключаемый к электрической сети среднего напряжения 6-20 кВ и обеспечивающий дублирующий канал связи с аналогичными устройствами других подстанций, интерфейс RS-485-1 5 с гальванической развязкой предназначен для обмена данными с приборами учета электроэнергии установленными на подстанции, модуль Ethernet-1 6 для создания TCP/IP-соединений с удаленными компьютерами центра управления и сбора данных, второй интерфейс RS-485-2 7 используется для связи центра управления и сбора данных с устройствами ТМ на подстанции в «прозрачном» режиме в прямом и м и обратном направлениях, т.е. без преобразования данных, модуль Ethernet-2 8 для создания TCP/IP-соединений с удаленными компьютерами центра сбора данных коммерческого учета данных потребления электроэнергии, модуль ввода сигналов ТС 9 для подключения трех двухпозиционных контактных или бесконтактных датчиков сигнал с которых представляет собой замыкающий или размыкающий контакт («сухой контакт») и анализа двоичных пассивных входных сигналов, модуль GSM 10 для подключения к сети GSM и создания TCP/IP-соединений с удаленными компьютерами центра управления и сбора данных, модуль ZigBee 11 для работы в беспроводной сети Zigbee в диапазоне частот 2400-2483,5 МГц в режиме базовой станции и организации и обеспечения связи по беспроводному каналу с цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов, модуль GPS 12 для приема сигналов точного времени ГЛОНАСС/GPS с целью синхронизации энергонезависимых часов реального времени, модуль PLC2 13 для работы в сети PLC2 в полосе частот CENELEC А в режиме базовой станции и подключаемый к электрической сети низкого напряжения 0,4 кВ и обеспечивающий дублирующий канал связи с цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов по интерфейсу PLC и модуль питания 14 включающий выпрямитель, источник питания и преобразователи DC/DC для питания всех составных частей устройства. Для сетей PLC1 и PLC2 выбраны разные полосы частот с целью предотвращения возможного взаимного влияния из-за наличия понижающего трансформатора между электрическими линиями среднего и низкого напряжений. Выбранный частотный диапазон для радиосети RF обусловлен необходимостью увеличения дальности связи между подстанциями, безлицензионным использованием данного диапазона и отсутствием взаимных помех с беспроводной сетью Zigbee.The drawing shows a block diagram of the implementation of the claimed device, including a
Работа концентратора в системе управления, контроля и учета электроэнергии в сетях среднего и низкого напряжения осуществляется следующим образом. Первоначально устройство через один из интерфейсов конфигурируется от внешнего компьютера в зависимости от его использования как базовое или как удаленное. Базовое устройство это то, которое взаимодействует с центром управления и сбора данных через модуль Ethernet-1 6 или модуль GSM 10 и взаимодействует с центром сбора данных коммерческого учета через модуль Ethernet-2 8. Для базового устройства конфигурируются данные модули для передачи и приема данных в сетях Ethernet-1, GSM и Ethernet-2. Кроме того, для базового устройства модули RF 2, модуль PLC1 4, модуль Zigbee 11 и модуль PLC2 13 конфигурируются как «Базовая станция», т.е. базовое устройство является главным в сетях RF, PLC1, PLC2 и Zigbee. Удаленное устройство это то, которое непосредственно не взаимодействует с центрами сбора управления и сбора данных, а взаимодействует с базовым устройством по беспроводному каналу связи через модуль RF 2 и параллельно по каналу PLC через модуль PLC1 4 и для него модуль RF 2 и модуль PLC1 4 конфигурируются как «Удаленная станция» в беспроводной сети RF и в сети PLC1, а модуль Zigbee 11 и модуль PLC2 13 конфигурируются как «Базовая станция», т.е. удаленное устройство является главным в сетях PLC2 и Zigbee и подчиненным в сетях PLC1 и RF.The operation of the concentrator in the control, monitoring and metering system of electricity in medium and low voltage networks is carried out as follows. Initially, the device through one of the interfaces is configured from an external computer, depending on its use, as a basic one or as a remote one. The basic device is one that communicates with the control and data collection center via the Ethernet-1
Устанавливают концентратор на подстанции. Устройство, установленное на подстанции ближайшей к центру управления и сбора данных, конфигурируется как базовое, и оно использует для связи с центром управления и сбора данных проводные сети Ethernet, как основные и беспроводную сеть GSM, как резервную. Подключают устройство к сетям Ethernet центра управления и сбора данных через модуль Ethernet-1 6 и центра сбора данных коммерческого учета через модуль Ethernet-2 8. К модулю GSM 10 подключают внешнюю GSM антенну. К модулю GPS 12 подключают внешнюю GPS антенну. К модулю RF 2 подключают внешнюю антенну. Модуль PLC1 4 соединяют с внешним устройством согласования, которое соединено с подходящей линией среднего напряжения. К интерфейсу RS-485-1 5 подключают приборы учета электроэнергии установленные на ТП. К интерфейсу RS-485-2 7 подключают имеющиеся на ТП устройства ТМ, с которыми обмен данными осуществляется в «прозрачном» режиме. К модулю ввода сигналов ТС 9 подключают линии от имеющихся двухпозиционных датчиков (например, положение дверей, неисправность устройств, положение автоматов). К модулю Zigbee 11 подключают внешнюю антенну Zigbee. Модуль PLC2 13 через контакты UA, UB, UC, и UN устройства подключают к отходящей трехфазной силовой сети 0,4 кВ по которой осуществляется питание концентратора и к которой подключены удаленные однофазные или трехфазные приборы учета электроэнергии абонентов.Install the concentrator at the substation. The device installed at the substation closest to the control and data collection center is configured as basic, and it uses wired Ethernet networks for communication with the control and data collection center as the main and wireless GSM network as a backup. The device is connected to the Ethernet networks of the control and data collection center through the Ethernet-1 6 module and the commercial accounting data collection center through the Ethernet-2 module 8. An external GSM antenna is connected to the GSM 10 module. An external GPS antenna is connected to the GPS module 12. An external antenna is connected to the
При включении питания и успешном выполнении самодиагностики осуществляется синхронизации энергонезависимых часов реального времени от модуля GPS, затем, в соответствии с заданными параметрами конфигурации, концентратор формирует сети ZigBee, PLC2, PLC1 и RF производя автоматический поиск приборов учета в сетях ZigBee и PLC2 и автоматический поиск удаленных концентраторов в сетях RF и PLC1. Поиск устройств и работа сетей ZigBee, PLC1, PLC2 и RF производится одновременно и независимо друг от друга. Информация об обнаруженных в сетях ZigBee, PLC1 и подключенных на подстанции к интерфейсу RS-485-1 приборах учета, и об удаленных устройствах в сетях PLC2 и RF сохраняется в энергонезависимой памяти концентратора в виде журналов приборов учета и удаленных концентраторов, каждая запись которого содержит идентификатор устройства, признак канала, в котором обнаружен прибор учета или удаленный концентратор и время их обнаружения. Конфигурация сетей обновляется автоматически, непрерывно, обеспечивая наилучшее качество связи в зависимости от реальных условий распространения сигналов в сетях. Сбор данных с приборов учета производится автоматически в соответствии с журналом приборов учета. В начале цикла опроса устройство последовательно опрашивает все обнаруженные приборы учета в сетях ZigBee и PLC2. При отсутствии ответа от прибора учета, концентратор производит несколько попыток опроса за время, задаваемое при конфигурировании, после чего переходит к опросу следующего прибора учета. После завершения опроса всех обнаруженных устройств учета, концентратор анализирует изменения состояния сетей ZigBee и PLC2 и добавляет вновь обнаруженные приборы учета в журнал. Работа концентратора по сбору данных с удаленных концентраторов в сетях PLC1 и RF производится автоматически, в соответствии с журналом удаленных концентраторов и осуществляется аналогично и параллельно работе в сетях ZigBee и PLC2. Передача сигналов ТС в центр управления и сбора данных осуществляется при изменении двоичного входного сигнала ТС, либо по запросу состояния сигналов ТС из центра. Взаимодействие центра управления и сбора данных с устройствами ТМ в «прозрачном» режиме осуществляется по инициативе центра, который формирует и передает сообщения для устройств ТМ, подключенных к интерфейсу RS-485-2. Концентратор в этом режиме выполняет роль ретранслятора, ретрансляция запросов от центра управления и сбора данных к устройствам ТМ по интерфейсу RS-485-2 и ретрансляция ответов в м и обратном направлениях без преобразования данных в коммуникаторе.When the power is turned on and the self-test is successful, the non-volatile real-time clock is synchronized from the GPS module, then, in accordance with the specified configuration parameters, the concentrator forms ZigBee, PLC2, PLC1 and RF networks, automatically searching for metering devices in ZigBee and PLC2 networks and automatically searching for remote concentrators in RF and PLC1 networks. Device search and operation of ZigBee, PLC1, PLC2 and RF networks are performed simultaneously and independently of each other. Information about metering devices detected in ZigBee, PLC1 networks and connected at the substation to the RS-485-1 interface, and about remote devices in PLC2 and RF networks is stored in the concentrator's non-volatile memory in the form of logs of metering devices and remote concentrators, each record of which contains an identifier devices, the attribute of the channel in which the meter or remote concentrator was found and the time of their detection. The network configuration is updated automatically, continuously, providing the best communication quality depending on the actual conditions of signal propagation in the networks. The collection of data from metering devices is carried out automatically in accordance with the register of metering devices. At the beginning of the polling cycle, the device sequentially polls all detected metering devices in the ZigBee and PLC2 networks. If there is no response from the metering device, the concentrator makes several polling attempts during the time specified during configuration, after which it proceeds to polling the next metering device. After completing the polling of all detected metering devices, the concentrator analyzes the changes in the state of the ZigBee and PLC2 networks and adds the newly discovered metering devices to the log. The work of the concentrator to collect data from remote concentrators in PLC1 and RF networks is performed automatically, in accordance with the log of remote concentrators and is carried out in the same way and in parallel with the work in ZigBee and PLC2 networks. The transmission of vehicle signals to the control and data collection center is carried out when the binary input signal of the vehicle changes, or upon request of the status of the vehicle signals from the center. Interaction of the control and data collection center with TM devices in a "transparent" mode is carried out at the initiative of the center, which generates and transmits messages for TM devices connected to the RS-485-2 interface. The concentrator in this mode acts as a repeater, relaying requests from the control and data collection center to TM devices via the RS-485-2 interface and relaying responses in m and vice versa without converting data in the communicator.
При использовании заявленного устройства на удаленных подстанциях оно конфигурируется как удаленное устройство, т.е. модули RF 2 и PLC1 4 конфигурируются как «Удаленные станции» в беспроводной сети RF и в сети PLC1. Модули Ethernet 6, Ethernet 8, GSM 10 и GPS 12 не используются, а модули Zigbee 11 и PLC2 13 подключаются, конфигурируются и работают «Базовыми станциями», как на базовом устройстве. К проводному интерфейсу RS-485-1 5 подключают приборы учета электроэнергии находящиеся на удаленной подстанции, а к интерфейсу RS-485-2 7 подключают имеющиеся на ТП устройства ТМ, с которыми обмен данными осуществляется в «прозрачном» режиме. К модулю Zigbee 11 подключают внешнюю антенну Zigbee. Модуль PLC1 4 соединяют с внешним устройством согласования, которое соединено с подходящей линией среднего напряжения. К модулю RF 2 подключают внешнюю антенну. Работа удаленного устройства по интерфейсам RS-485-1 5 и RS-485-2 7 и в сетях ZigBee и PLC2 аналогична работе базового устройства. Передача в адрес базового устройства данных с приборов учета и прием запросов на данные с устройств учета осуществляется по сетям RF и PLC1 через модули RF 2 и PLC1 4 по инициативе базового устройства, которое является главным в сетях RF и PLC1.When using the declared device at remote substations, it is configured as a remote device, i.e. the
Предлагаемое устройство может быть практически реализовано с использованием общедоступных комплектующих изделий различных производителей. В качестве микроконтроллера можно использовать 32-разрядный микроконтроллер LPC1778 на базе ядра ARM Cortex-МЗ от NXP / Philips. Модули GSM и GPS могут быть реализованы на базе GSM/GPRS модуля EC25EUXGA-128-SGNS включающего приемник GPS/GLONASS, производится Тайваньской компанией Quectel Wireless Solutions Co. Ltd.The proposed device can be practically implemented using commonly available components from various manufacturers. As a microcontroller, you can use a 32-bit LPC1778 microcontroller based on an ARM Cortex-MZ core from NXP / Philips. GSM and GPS modules can be implemented on the basis of the GSM / GPRS module EC25EUXGA-128-SGNS including a GPS / GLONASS receiver, manufactured by the Taiwanese company Quectel Wireless Solutions Co. Ltd.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020136764U RU204496U1 (en) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | CONCENTRATOR FOR CONTROL, MONITORING AND METERING SYSTEMS IN MEDIUM AND LOW VOLTAGE NETWORKS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020136764U RU204496U1 (en) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | CONCENTRATOR FOR CONTROL, MONITORING AND METERING SYSTEMS IN MEDIUM AND LOW VOLTAGE NETWORKS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU204496U1 true RU204496U1 (en) | 2021-05-27 |
Family
ID=76034247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020136764U RU204496U1 (en) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | CONCENTRATOR FOR CONTROL, MONITORING AND METERING SYSTEMS IN MEDIUM AND LOW VOLTAGE NETWORKS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU204496U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02219349A (en) * | 1989-02-20 | 1990-08-31 | Fujitsu Ltd | Additional service control method |
RU2463705C2 (en) * | 2007-06-26 | 2012-10-10 | Эандис | System for communication via distribution transmission lines |
RU145406U1 (en) * | 2014-06-03 | 2014-09-20 | Александр Николаевич Беляев | COMMUNICATOR MODEM FOR POWER METERING SYSTEMS |
RU191691U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-15 | Александр Николаевич Беляев | Power consumption data concentrator in medium and low voltage networks of the digital district of electric networks |
-
2020
- 2020-11-09 RU RU2020136764U patent/RU204496U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02219349A (en) * | 1989-02-20 | 1990-08-31 | Fujitsu Ltd | Additional service control method |
RU2463705C2 (en) * | 2007-06-26 | 2012-10-10 | Эандис | System for communication via distribution transmission lines |
RU145406U1 (en) * | 2014-06-03 | 2014-09-20 | Александр Николаевич Беляев | COMMUNICATOR MODEM FOR POWER METERING SYSTEMS |
RU191691U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-15 | Александр Николаевич Беляев | Power consumption data concentrator in medium and low voltage networks of the digital district of electric networks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102194304A (en) | Method and system for wireless concentrated collection and management of energy measurement data | |
CN201707782U (en) | Intelligent meter reading system based on GPRS (General Packet Radio Service) | |
CN113206684A (en) | Take topological recognition function's platform district intelligence to fuse terminal | |
CN202142911U (en) | An intelligent monitoring module and a distributed distribution terminal having the intelligent monitoring module | |
CN104732751A (en) | Automatic meter reading system and automatic meter reading method based on RF (radio frequency) and GPRS (general packet radio service)/3G (the 3rd generation telecommunication) | |
CN202166679U (en) | Intelligent dynamic-collecting terminal for three-phase electric energy data | |
CN110441596A (en) | A kind of direct current concentrator based on time synchronization metering | |
CN207764339U (en) | A kind of overhead type fault locator based on NB-IOT communications | |
RU191691U1 (en) | Power consumption data concentrator in medium and low voltage networks of the digital district of electric networks | |
CN202177664U (en) | Single-phase electric energy data dynamic acquisition intelligent terminal | |
CN103200241A (en) | Remote wireless meter reading control device | |
CN202434042U (en) | Automatic meter reading system | |
CN105203151B (en) | A kind of industrial Internet of Things comprehensive tester | |
CN201508408U (en) | Intelligent battery status wireless monitoring device for substation DC panel | |
CN203435002U (en) | Novel practical low-voltage transformer area switch instrument | |
CN103152427A (en) | Remote wireless meter-reading control method | |
RU204496U1 (en) | CONCENTRATOR FOR CONTROL, MONITORING AND METERING SYSTEMS IN MEDIUM AND LOW VOLTAGE NETWORKS | |
CN110166970A (en) | A kind of comprehensive energy monitoring system and method | |
CN112415243A (en) | Metering box capable of identifying electric energy meter epitope | |
CN215956553U (en) | An edge gateway device for virtual power plants | |
CN206945867U (en) | A kind of line loss real time monitoring apparatus | |
CN216312755U (en) | But remote monitoring's vary voltage cabinet | |
CN214122309U (en) | Metering box capable of identifying electric energy meter epitope | |
CN210514436U (en) | Multi-loop ammeter for base station | |
CN210924897U (en) | Data acquisition unit based on microgrid energy storage system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210722 Effective date: 20210722 |