Іскробезпечний пристрій обліку електроенергії

Іскробезпечний пристрій обліку електроенергії, що містить трансформатор струму, який складається із двох первинних обмоток і однієї вторинної, паралельно останній обмотці включені послідовно з'єднані два резистори, трансформатор напруги, що складається з первинної, екранної і вторинної обмоток, іскробезпечне джерело живлення, вхід якого з'єднаний з вторинною обмоткою трансформатора напруги, мікроконтролер, дві кнопки та цифровий індикатор, який відрізняється тим, що в нього додатково введені лічильник, комутатор, ви ходи якого підключені до відповідних входів керування цифрового індикатора, інформаційні входи останнього з'єднані через шину даних з відповідними виходами мікроконтролера, дешифратор, ви ходи якого з'єднані з відповідними входами керування комутатора, а інформаційні входи через шину з відповідними входами/виходами мікроконтролера, два ключі, перший з яких підключений до джерела електроживлення і його вхід керування з'єднаний з виходом лічильника, а вихід - з першим кінцем 2 (19) 1 3 80642 Винахід належить до області електроенергетики і може бути використаний в автоматизованих системах для обліку споживаної електроенергії у вибухонебезпечному середовищі. Відомий пристрій контролю режимів електроспоживання ділянок шахти УКЕШ [1], що складається із датчика навантаження та блоку індикації, які встановлюються в дорогій рудничній вибухобезпечній оболонці. Вага такого пристрою перевищує 20кг, що угр уднює його доставку й монтаж у ша хти. Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу є лічильник обліку електроспоживання шахтний СОЕШ [2], який містить трансформатор струму, що складається із двох первинних обмоток і однієї вторинної, паралельно останній обмотці включені послідовно з'єднані два резистори, трансформатор напруги, що складається з первинної, екранної і вторинної обмоток, іскробезпечне джерело живлення, вхід якого з'єднаний із вторинною обмоткою трансформатора напруги, мікроконтролер, дві кнопки, цифровий індикатор. Трансформатори струму й напруги вбудовуються в комплектний розподільний пристрій і тим самим забезпечується їх іскробезпечне підключення. Таке рішення дозволяє знизити вагу та зменшити габаритні розміри лічильника. Але, у лічильнику не передбачена індикація напруги електроживлення на об'єкті контролю, що обмежує його область застосування. Крім того, при знятті електроживлення відбувається утрата накопиченої інформації про споживану електроенергії. До недоліку лічильника варто також віднести значне електроспоживання, обумовлене наявністю багаторазрядного цифрового індикатора, що збільшує споживаний струм і знижує його іскробезпечні характеристики. Завданням винаходу є розширення функціональних можливостей лічильника шляхом введення каналу виміру напруги, імпульсного електроживлення цифрового індикатора та динамічної індикації. Це дозволяє розширити область застосування пристрою й вилучає установку додаткового приладу для виміру напруги, також зменшує його ціну. Поставлене завдання вирішується тим, що в іскробезпечній пристрій обліку електроенергії, який містить трансформатор струму, що складається із двох первинних обмоток і однієї вторинної, паралельно останній обмотці включені послідовно з'єднані два резистори, трансформатор напруги, що складається з первинної, екранної і вторинної обмоток, іскробезпечне джерело живлення, вхід якого з'єднаний із вторинною обмоткою трансформатора напруги, мікроконтролер, дві кнопки, цифровий індикатор, відповідно до винаходу уведені лічильник, комутатор, виходи якого підключені до відповідних входів керування цифрового індикатора, інформаційні входи останнього з'єднані з відповідними виходами шини даних мікроконтролера, дешифратор, виходи якого з'єднані з відповідними входами керування комутатора, а інформаційні входи - з відповідними 4 виходами шини вхід/вихід мікроконтролера, два ключі, перший ключ підключений до джерела електроживлення, а вхід керування першого ключа з'єднаний з виходом лічильника, вихід - з першим кінцем першої кнопки, перші кінці кожної кнопки підключені через відповідний резистор до. плюса джерела електроживлення, а другі - до мінуса джерела електроживлення, причому перші кінці кнопок з'єднані відповідно з першим і другим входами/виходами мікроконтролера, третій вхід/вихід останнього з'єднаний із входом оптронного модуля, діод, анод якого з'єднаний з плюсом джерела електроживлення, а катод - з входом електроживлення мікроконтролера та другого ключа, вихід останнього з'єднаний з четвертим входом/виходом мікроконтролера, а вхід керування підключений через стабілітрон до плюса джерела електроживлення, конденсатор, один кінець якого з'єднаний із входом електроживлення мікроконтролера, а інший з мінусом джерела електроенергії, послідовно з'єднаний RC ланцюжок, який включено паралельно джерелу електроживлення, причому перший кінець конденсатора з'єднаний з мінусом джерела електроживлення, а другий - з входом установки в нуль лічильника, два фільтри, перший і другий ви ходи першого фільтра з'єднані з відповідними входами першого аналогового входу лічильника, перший і другий входи першого фільтра з'єднані з відповідними кінцями вторинної обмотки трансформатора струму, третій вхід фільтра з'єднаний із середньою точкою послідовно з'єднаних двох резисторів, а третій вихід з'єднаний із входом аналогова земля лічильника, перший вихід другого фільтра з'єднаний відповідно з першим входом другого аналогового входу лічильника і позитивним диференціальним входом мікроконтролера, другий ви хід фільтра з'єднаний із входом аналогова, земля лічильника, перший та другий входи другого фільтра через відповідні резистори з'єднані з відповідними кінцями вторинної обмотки трансформатора напруги, паралельно першому і другому входу фільтра включені послідовно з'єднані змінний та постійний резистори, причому другий вхід фільтра з'єднаний з негативним диференціальним входом мікроконтролера і другим входом другого аналогового входу лічильника. Введення дешифратора та комутатора дозволяє здійснити імпульсне електроживлення цифрового індикатора, а також періодичну індикацію напруги і споживаної електроенергії, що знижує вимоги по забезпеченню іскробезпечної потужності до джерела електроживлення. Підключення керуючого входу ключа через стабілітрон дозволяє сформувати команду запису даних у мікроконтролер при зниженні напруги електроживлення нижче норми. Крім того, підключення ланцюга електроживлення мікроконтролера через діод дозволяє зберегти напругу на конденсаторі на час виконання команди запису даних. На кресленні зображений блок - схема іскробезпечного пристрою обліку електроенергії. 5 80642 6 Іскробезпечний пристрій обліку електроенергії комутатора 10, яким управляє мікроконтролер 7 містить трансформатор струму 1, трансформатор через дешифратор 8. напруги 2, джерело електроживлення 3, фільтри 4 Динамічна індикація ' дозволяє скоротити й 5, лічильник 6, мікроконтролер 7, дешифратор 8, електроспоживання пристроєм і знизити вимоги по цифровий індикатор 9, комутатор 10, ключі 11 та іскробезпечній потужності до джерела 12, оптронний модуль 13, кнопки 14 та 15, електроживлення 3. стабілітрон 16, діод 17, конденсатор 18, RC Кнопка 14 призначена для установки вихідного ланцюжок 19, змінний резистор 20, резистори 21 значення споживаної електроенергії, а кнопка 15 27. для зміни коефіцієнта масштабування. Іскробезпечний пристрій обліку електроенергії Резистор R20 призначений для коректування працює в такий спосіб. При підключенні показання напруги живлення на цифровому трансформатора напруги 2 і трансформатори індикаторі 9. струму 1 у вимірювальні ланцюги контрольованого При зниженні напруги живлення нижче рівня комплектного розподільного пристрою у вторинних електроживлення мікросхем або його відключенні обмотках будуть сформовані сигнали лінійної спрацьовує стабілітрон 16 і ключ 12 формує напруги та фазних струмів. Сигнал напруги сигнал запису даних у мікроконтролер 7. надходить на джерело електроживлення 3 і через В інституті виго товлена дослідна партія обмежувальні резистори R23, R24 на резистори іскробезпечних пристроїв обліку електроенергії, які R20, R25 та фільтр 5, а сигнал, пропорційний току пройшли випробування на іскробезпечність та споживання надходить на резистори R21, R22 і експлуатуються на шахті. фільтр 4. Джерела інформації: Фільтри 4 й 5 забезпечують захист вхідних 1. Автоматизация управления ланцюгів лічильника від впливу перешкод у электроснабжением шахт/ С.Г. Лаевский, вимірювальних ланцюгах контрольованого Н.П.Демченко, Ю.Г. Бацежев, Н.А. Чехла тый, - М.: комплектного розподільного пристрою. Напруга з Недра, 1992, -С.226-227. виходу джерела електроживлення 3 надходить на 2. Грядущий Б.А., Лисовой Г.Н., Мялковский RC - ланцюжок 19 і через діод 17 на конденсатор В.И., Чехла тый Н.А., Демченко Н.П. 18. При досягненні напругою рівня Искробезопасные приборы учета електроживлення мікросхем включається электропотребления и расхода воды.// Уголь мікроконтролер 7 і лічильник 6, причому сигнал з Украины - 2006.- №2. - С. 13-15. RC - ланцюжка 19 формує команду запуску лічильника 6, а сигнал із ключа 12 формує команду запуску мікроконтролера 7. Сигнали з виходу фільтра 4 і фільтри 5 надходять на лічильник 6 у якому у будований аналого-цифровий перетворювач. Цей лічильник, виконаний, наприклад, на мікросхемі ADE7755 (фірма Analog Devices) дозволяє обчислити енергію споживану енергоємним об'єктом і перетворити її в кількість імпульсів пропорційно споживаної електроенергії. Сигнал з виходу лічильника 6 через ключ 11 надходить на мікроконтролер 7, що вирішує наступні завдання: нагромадження імпульсів електроспоживання; - збереження значення при відключенні живлення; - видачі інформації про електроспоживання на цифровий індикатор 9; - передачі по каналах телемеханіки інформації про споживану електроенергію через оптронний модуль 13; - індикація поточної напруги електроживлення. Одночасно на аналоговий вхід мікроконтролера 7 надходить лінійна напруга, яка перетвориться за допомогою аналого-цифрового перетворювача у двійковий код і відповідно до програми обробки й подання інформації виводиться на цифровий індикатор 9. Таким чином, на цифровому індикаторі 9 відображається споживана електроенергія або напруга живлення із заданою за допомогою програми періодичністю. Електроживлення кожного розряду цифрового індикатора 9 здійснюється за допомогою 7 80642 8