Начинается...

Измерительный преобразователь: аналог или цифра?

Измерительный преобразователь: аналог или цифра?

При автоматическом управлении технологическими процессами в сетевых и генерирующих компаниях, а также на промышленных предприятиях с развитой системой электроснабжения широко применяются информационно-измерительные системы, осуществляющие сбор, обработку, хранение, передачу и представление в удобной форме измерительной информации. Получение информации от контролируемого объекта и ее первичную обработку осуществляют измерительные преобразователи.

В данной статье речь идет о тех измерительных преобразователях, которые являются средствами измерения с нормированными метрологическими характеристиками и служат для преобразования электрических величин в унифицированный сигнал постоянного тока или в цифровой код, используемые для дальнейшей передачи или индикации. По своей сути они являются промежуточным звеном между объектом измерений и собственно измерительным прибором или системой телемеханики.

Классификация

По виду измеряемого и преобразуемого входного сигнала самыми распространенными и массово применяемыми измерительными преобразователями в энергетике и у производителей шкафного оборудования являются преобразователи:

  • переменного тока и напряжения,
  • постоянного тока и напряжения,
  • активной и реактивной мощности переменного тока;
  • частоты.

Основными производителями указанных преобразователей, представленных на рынке в России, являются: ОАО «Электроприбор» (г. Чебоксары), ООО «Алекто» (г. Омск), МНПП «Электроприбор», ООО «ЭнергоСоюз» и ОДО «Энергоприбор» (г. Витебск).

При выборе измерительного преобразователя перед потребителями всегда стоит ряд вопросов, которые мы и постараемся рассмотреть в данной статье.

«Аналоговый» или «цифровой» выход?

На сегодняшний день все производимые преобразователи по форме обработки входного сигнала можно разделить на две большие группы:

  • преобразование входного сигнала в аналоговый выходной сигнал,
  • преобразование входного сигнала в цифровой сигнал.

Аналоговые измерительные преобразователи – это тип изделий, которые широко применялись раньше и применяются сегодня во многих областях промышленности и энергетики. Большинство энергообъектов вводилось в строй в 70–80-х годах прошлого века. Системы телемеханики в то время строились на приеме и обработке аналоговых сигналов. Измерительные преобразователи в таких системах преобразовывают входной сигнал в унифицированный выходной сигнал постоянного тока и обеспечивают возможность дистанционной передачи выходного сигнала или подключения щитового прибора для визуальной индикации результата преобразования. Время установления выходного аналогового сигнала этих преобразователей составляет до 1 секунды.

Измерительные преобразователи с аналоговым выходным сигналом наиболее дешевые и очень распространены, однако современным требованиям не соответствуют. Принятая в ФСК ЕЭС и Россети политика предусматривает передачу данных от вторичных приборов и датчиков только в цифровом формате с использованием стандартных интерфейсов.

Измерительные преобразователи с цифровым выходным сигналом более дороги, но обладают достаточно серьезными преимуществами:

  • высокая точность, быстродействие и скорость передачи данных;
  • простота реализации линии передачи (например, для интерфейса RS485 – это витая пара);
  • возможность подключения дополнительных модулей индикации для отображения измеряемых (преобразуемых) параметров;
  • расширенный ряд напряжений питания (+12В, +24В, 220ВУ, ~230В);
  • повышенный уровень электробезопасности за счет трехуровневой гальванической развязки: по входным измерительным цепям, по выходным цепям и по цепи питания.

Современные измерительные преобразователи нередко оснащаются и цифровыми, и аналоговыми выходными цепями. Примерами таких преобразователей являются Е854ЭЛ, Е856ЭЛ и Е849ЭЛ (рис. 1).

Схема подключения цифровых измерительных преобразователей

Рис. 1. Схема подключения цифровых измерительных преобразователей

Применение в цифровых измерительных преобразователях современной элементной базы (комплектующих элементов) позволяет резко сократить габаритные размеры, улучшить технические характеристики, ввести дополнительные сервисные функции.

  • Первый шаг был сделан при разработке измерительных преобразователей типа Е854ЭЛ, Е856ЭЛ, Е849ЭЛ, где кроме аналогового выходного сигнала появился и интерфейс RS485 с универсальным протоколом передачи данных ModBus RTU.
  • Вторым шагом стало уменьшение габаритных размеров измерительного преобразователя по ширине до 24 мм. Появились преобразователи Е1854ЭЛ, Е1856ЭЛ, Е1858ЭЛ (так называемые «узкие» преобразователи). В «узких» преобразователях есть два цифровых семисегментных индикаторов для отображения процентной шкалы входного сигнала и отображения меню при выборе кнопками управления параметра выходного аналогового сигнала. Единичные светодиодные индикаторы информируют о работе интерфейса и напряжении питания, а наличие дискретного выхода у измерительных преобразователей дает возможность потребителю организовать телеуправление коммутационным устройством. Имеющееся программное обеспечение позволяет по RS485 проводить конфигурацию всех приведенных выше типов измерительного преобразователя.

Появилась возможность объединения преобразователей в единую сеть с другими средствами измерения и передачи информации посредством интерфейсов RS485, а также наличие выходных унифицированных сигналов постоянного тока позволяет использовать преобразователи на объектах энергетики и в автоматизированных системах различного назначения (ССПИ, АСУ ТП).

Преобразователи с цифровым выходом выполняются с передним расположением винтовых подпружиненных клеммных разъемов, которые надежно фиксируют присоединительные провода и облегчают монтаж. Преобразователи допускают установку как на стандартную DIN-рейку 35 мм, так и на плоскую поверхность. В последнее время в энергетике планомерно проводятся работы по реконструкции старых и строительству новых подстанций с применением современных систем телемеханики. Цифровые измерительные преобразователи легко интегрировать в любую систему телеизмерения в силу целого ряда присущих им преимуществ (таблица 1).

Таблица 1. Преимущества цифровых измерительных преобразователей перед аналоговыми

Преимущества цифровых измерительных преобразователей перед аналоговыми

Поверка или калибровка?

Нормативные документы не слишком четко разграничивают понятия поверки и калибровки средств измерений. Поверка – это совокупность операций и процедур, направленных на определение и подтверждение соответствия средств измерения и приборов установленным законодательством требованиям. В свою очередь калибровка представляет собой только установление зависимости между размерами измеряемых величин и показаниями приборов. Не все производители предлагают потребителям изделия с первичной поверкой, некоторые обходятся только калибровкой. При получении от таких изготовителей калиброванного измерительного преобразователя потребитель перед вводом его в эксплуатацию обязан провести поверку изделия в центре стандартизации и метрологии (ЦСМ).

Межповерочный интервал

Межповерочный интервал аналоговых измерительных преобразователей составляет 1 год. Межповерочный интервал цифровых преобразователей увеличен до 4-6 лет. На этот параметр производители шкафного оборудования и проектировщики обычно не обращают внимания, он для них не столь важен. Однако с этим сталкивается служба метрологии, обслуживающая приборный парк. Именно ей каждое средство измерения приходится поверять с указанной в технических условиях периодичностью. При увеличенном межповерочном интервале снижаются затраты на обслуживание приборного парка, в т. ч. за счет снижения объема обменного фонда и затрат на его поддержание.

Таблица 2. Основные параметры измерительных преобразователей

Основные параметры измерительных преобразователей

К завершению сказанного – задачи, решаемые с использованием измерительных преобразователей, самые разнообразные и знакомство с освещенными в статье аналоговыми и цифровыми преобразователями, поможет вам сделать правильный выбор.

Читайте также:

ВЫПУСК 3/2022



Читать онлайн