Обзор счётчиков электроэнергии.
Автор: Федоров Денис Владимирович
Дата публикации: 26.03.2007
источник: WWW.NVTO.RU
версия для печати
страницы: 1

Предисловие:
Прошу воспринимать обзор с долей юмора и самокритики, что бы не подозревать меня в обидах на те или иные фирмы, что не верно, а скорее наоборот, сотрудники всех фирм-производителей приборов учёта очень отзывчивые и гостеприимные люди, с некоторыми я знаком лично. Если что-то из описанных недостатков уже исправлено или наоборот упущены какие-то достоинства или просто всё здесь нагло переврато - пишите, статью скорректируем.
Альфа
Представительство в России - Эльстер Метроника.
Класс точности 0.2 - 0.5.
Существует несколько конфигураций этого типа, различающихся количеством каналов, объёмом памяти, интерфейсами связи.
Имеет 3 канала связи с внешним миром: импульсный, оптопорт, интерфейсный порт токовая петля или RS-485.
Выгодней покупать счётчики с 485-м интерфейсом - для их обвязки Вам потребуется 2 провода - витая пара. Так соединить можно до 254 счётчиков.
Для обвязки счётчиков с интерфейсом "токовая петля" потребуется ABB-ный мультиплексор на 16 счётчиков, он стоит денег.

Минусы:
Монтаж на местах установки затруднен из-за нестандартных габаритных и установочных размеров.
Протокол по современным меркам слишком уж низкоуровневый, т.е. в нём не существует возможности запросить конкретные параметры, а можно запрашивать только блоки памяти именуемые классами, а из этих классов уже на верхнем уровне вытаскивать необходимую информацию.
Сложный процесс начала связи сеанса , т.к. межкомандный интервал строго лимитирован системным таймаутом счётчика, параметр таймаута можно перешить только после открытия сеанса связи. Через оптопорт вообще необходимо в течении открытия сеанса менять скорость порта.
Счётчик после получения сбойного блока данных ( каждый блок имеет контрольную сумму ), честно сообщает об этом опрашивающей программе и зачем-то зависает примерно на минуту.
Документация на английском, с опечатками, выдаётся только по-блату.
Софт платный, под новую версию прибора бывает случается что нужно покупать и новый софт.
Плюсы:
Сделан добротно, корпус пыле-влагозащищённый, жидкокристаллические индикаторы высокого качества.
Протокол действительно хорошо защищён, это единственный счётчик, несанкционированная прослушка связи с которым не позволит узнать пароль доступа, используются переменные ключи, которые счётчик генерирует при начале каждого сеанса. Протокол имеет кадровую структуру, т.е. классы бьются по кадрам длиной не более 71 байта. Т.е. это уже двухуровневая модель протокола. Именно поэтому чтение больших классов, в частности профиля нагрузки, происходит быстрее на скорости 9600 бод чем у других счётчиков.
Организация массива данных профиля - структура массива проста до некуда, но в этом и есть её сила. Как показал опыт именно с такой структурой меньше возникает проблем на верхнем уровне с задачами перевода, коррекции времени, нет неприятных последствий от периодических отключений счётчика. Этот счётчик лидер по глубине хранения информации - более полугода при конфигурации на 4 канала и 30 минутных интервала интеграции. Можно ставить на точки учёта с периодическим отключением энергии - в этом плане алгоритмических излишеств со стороны программ верхнего уровня не потребуется - массив профиля не прерывается, время простоя маркируется.
Есть индикация состояния опроса на табло, очень удобная функция.
Насыщенный софт.
Мечты:
Содержимое классов формировать с верхнего уровня.
Максимальную длину кадра сделать переменной и увеличить до килобайта, счётчик станет самым шустрым в опросе в любых конфигурациях.
Увеличить первичное значение таймаута до 30 секунд
Убрать игру со скоростями при инициализации с оптопортом,
Убрать болезненную реакцию счётчика на получение сбойного блока данных.
Дать денег хорошему переводчику технической документации, убрать опечатки и иносказания, расположить документацию на своей странице для свободного скачивания.
Сделать возможность апгрейта микропрограммы счётчика на дому.

ЕвроАльфа
Представительство в России - Эльстер Метроника.
Класс точности 0.2 - 0.5.
Существует несколько конфигураций этого типа, различающихся количеством каналов, объёмом памяти, интерфейсными выходами.

Минусы:
Малый объём памяти ( в нормальной конфигурации счётчиков ), при оптимальной установке флагов - на 27 дней ( 4 канала ) в минимальной конфигурации - 34 дня. Вывод - если у Вас нет системы автоматизированного сбора, а точнее она, как у большинства, - флоппинэт раз в месяц ( 'ручной' сбор данных с нотебуком в начале каждого месяца ) , то это научит Вас дисциплинированности, и отучит от злоупотреблениями такими праздниками как 1,2,3,4,5 января, 1,2,3,4,5 мая и пр.
Время от времени на индикаторе счётчика появляются сообщения об ошибках, которые ни софтом ABB, ни нашим софтом не снимаются. Даже отключение счётчика от питания, снятие батарейки, и "отдых" в течении 2-х недель не помогают - на табло честно светится номер ошибки и ничего более. По нашим наблюдением это скорее всего связано с кратковременными отключениями питания счётчика, что актуально в нашей местности во время летних гроз.
Усложнена структура массива профиля нагрузки по сравнению с Альфой - введено понятие "суток", а с этим и множество проблем с переходом времени ( после летне/зимнего перевода времени один час из одних суток переползает в другие, т.е. временная сетка искажается ) , с чтением данных профиля ( можно прочитать только за сутки, не менее ), с режимами отключения счётчика - ( если счётчик не работает более суток - профиль ( нулевой ) за это время не фиксируется ).
Ошибка в протоколе обмена при чтении данных профиля, что ведет вообще к "оригинальным преобразованиям" алгоритма запроса. При повторном запросе кадра, счётчик выдаёт кадр с правильным (текущим) индексом, а данные уже из следующего кадра. Явно программисты накосячили с указателями. Поэтому считать можно только сутки целиком, без сбойных кадров, для этого нужен хороший канал связи или везение.
Неудобный вечноспадающий оптодержатель
Невозможность работы на 300 бод.
От версии к версии меняется структура хранения энергии, постоянно требуется изменение алгоритмов программы опроса, есть версии где энергия хранится без привязки ко времени.
Софт платный.
Плюсы:
Собран в компактном плоском корпусе, более удобен для монтажа.
Мечты:
Снять с производства эту модель счётчика.


АльфаПлюс
Представительство в России - Эльстер Метроника.
Класс точности 0.2 - 0.5.
Существует несколько конфигураций этого типа, различающихся количеством каналов, объёмом памяти, интерфейсными выходами.

Минусы:
Протокол гибридный - инициализация как у Альфа, структура классов как у ЕвроАльфа, т.е. взяты худшие стороны.
см. минусы ЕвроАльфа
Плюсы:
Есть параметры качества.
Мечты:
Сделать протокол как у счётчика Альфа.
см. мечты по счётчику Альфа.


Меркурий
Минусы:
документация - описание протокола без примеров, некоторых форматов ответов вообще не описано, информация разбросана по тексту. Лучше бы иметь протокол счётчика СЭТ и рабочую версию конфигуратора, это весьма поможет в работе.
команда чтения последней записи средних мощностей не работает (8,13), сам конфигуратор ей не пользуется, а обращается к этой ячейки памяти напрямую (6,2)
нет команд чтения энергии на начало месяца и на начало всех суток, приходится также как в старом СЭТ4ТМ02 рассчитывать показания обходными путями. может это новость для разработчиков, но большинство расчётов ведутся по показаниям энергии, эти цифры должны фигурировать в актах. Это атавизм конечно, но тут пока ничего не поделаешь. Всякие псевдоимитации показаний через УСПД или БД только усложняют процесс эксплуатации АСКУЭ.
Программа Конфигуратор иногда подвисает.
На табло нет индикации состояния опроса по портам.
Плюсы:
Табло на русском
Протокол на 90 % такой же как у счётчика СЭТ4ТМ.02, это удобно тем кто уже добавил в свою систему СЭТ.
Удобная структура данных хранения профиля мощностей, каждый срез имеет свою дату-время. Индекс среза рассчитывается очень просто, т.к. вся память кратна длине среза в байтах. Нет режимов 'экономии' памяти, т.е. за период когда счётчик отключен от питания гимморойных пробелов в массиве не образуется. Период интеграции можно менять не обнуляя массив. Получается структура хранения соответствует табличному представлению в реляционной базе данных.
Большая память профиля мощностей, 17-битная адресация.
Программа Конфигуратор со счётчиком идёт бесплатно, удобная и насыщенная.
Мечты:
Сделать команду запрос профиля мощности за интервал, интервал передавать в виде даты-времени, про прямые обращения к памяти и расчёты индексов забыть. ответ должен биться на кадры с переменной длиной, длина кадра устанавливается при запросе, если хороший канал связи, то можно будет вытянуть полугодовой архив одним запросом.
Сделать скорость порта до 115200 бод
Добавить защиту пароля от прослушки
Сделать возможность апгрейта микропрограммы счётчика на дому.
запоминать показания энергии на начало 31 суток.
Сделать отображение на табло состояния сеансов связи по портам, чтобы было видно опрашивают счётчик или нет.
Необходимо в каждом ответе возвращать контрольную сумму последнего принятого счётчиком пакета, это позволит опрашивающей программе быть абсолютно точно уверенной, что счётчик ответил на её последний запрос.


ПСЧ-3ТА, ПСЧ-4ТА
Нижегородский завод им. Фрунзе
Нижний Новгород.
Каналы связи с внешним миром - импульсный и программный по интерфейсу RS485 . Многоскоростной - от 150 до 19200 бод. Период интеграции - постоянная величина - 30 минут. Глубина хранения профиля нагрузки 2 месяца.

Минусы:
При наших низких температурах ( у нас зимой холодно до -50 ) у некоторых экземпляров замерзает жидкокристаллическое табло. С интерфейсным каналом связи ничего плохого не происходит, а при нормальной температуре - табло восстанавливает работу.
Простота команд запроса профиля приводит к относительно долгому сеансу связи по чтению профиля за период, тем более это сказывается, если Вы используете модемные устройства, в которых процесс переключения приём - передача занимает ощутимое время.
Есть неописанные в документации ошибки профиля нагрузки, которые приходилось отлавливать опытным путём.
Нельзя менять период интеграции профиля нагрузки
Счётчик не имеет понятия сеанс связи, следовательно, каждая команда несёт в себе все параметры связи с желаемым счётчиком, это связной номер и пароль.
В отладке это приводит к таким проблемам - из 500 установленных счётчиков на объекте обязательно часть прошьют с одинаковыми связными номерами.
В этом случае опрос будет вестись сразу с двумя счётчиками, кто быстрее ответит, а наверху мы получим солянку - набор правильных ответов на наши команды, но от разных счётчиков.
Отловить такую ситуацию непросто. В приборах учёта где, есть понятие сеанса связи - всё проще - мы определимся по ответу с заводским номером и станет ясно, что все данные с другого счётчика.
Заводской номер ПСЧ - это ещё один прикол разработчиков, во первых он разный на табло и в памяти прибора, для АСКУЭ то что нарисовано у него на табло глубоко фиолетово, это важно метрологу, чтобы положить паспорт счётчика на правильную пыльную полку. АСКУЭ нужен тот номер, который выдаёт по команде сам прибор, а этот номер похож на бином Ньютона.
Во вторых этот номер изрядно повторяется, уже дело дошло до того, что в одной партии из 300 приборов, 5 с одинаковым заводским номером. Как прикажете их различать ? По связному номеру ? Так делают некоторые системы и вводят в тупик своих пользователей (хотя, наверное, думают что вводят их в неистовое наслаждение).
Понятия заводского и связного номеров можно отождествить :
Это всё равно что VIN номер у автомобиля и его госномер, MAC-адрес у Ethernet-платы и её IP-адрес.
На табло нет индикации состояния опроса по портам.
Плюсы:
Табло на русском
Хранит показания энергии на первое число месяца - глубина хранения - 12 месяцев - это важное свойство счётчика.
Из всех описываемых здесь счётчиков - у ПСЧ самый простой и наглядный интерфейс обмена - можно детям в школе вместо Бейсика преподавать. Обращение за данными профиля нагрузки происходит явно по дате-времени, т.е. счётчик не заставляет программу верхнего уровня вести свой календарь и переводить дату-время в кадры и индексы.
Можно ставить на точки учёта, страдающие периодическим отключением энергии - в этом плане алгоритмических излишеств со стороны программ верхнего уровня не потребуется, счётчик ведёт себя по-дружески - массив профиля не прерывается, время простоя маркируется.
Нумерация связных номеров до 999 , самый большой диапазон.
Программа Wtune со счётчиком идёт бесплатно.
Устойчив на плохих каналах связи, не реагирует на помехи
На команды чтения энергии возвращается запрашиваемый номер месяца, это полезное свойство, позволяющее дополнительно контролировать корректность сеанса связи.
Мечты:
Убрать мифические ошибки в профиле нагрузке
Сделать команду запрос профиля мощности за интервал, интервал передавать в виде даты-времени. Ответ должен биться на кадры с переменной длиной, длина кадра устанавливается при запросе.
Сделать скорость порта до 115200 бод
Добавить защиту пароля от прослушки
Сделать возможность апгрейта микропрограммы счётчика на дому.
Необходимо в каждом ответе возвращать контрольную сумму последнего принятого счётчиком пакета, это позволит опрашивающей программе быть абсолютно точно уверенной, что счётчик ответил на её последний запрос.


ПСЧ-3ТА.07
Нижегородский завод им. Фрунзе
Нижний Новгород.
Каналы связи с внешним миром - импульсный и программный по интерфейсу RS485.
Многоскоростной - от 150 до 19200 бод.
Период интеграции - постоянная величина - 30 минут. Глубина хранения профиля нагрузки 2 месяца.

Новый тип счётчика серии ПСЧ. По функциональности и протоколу обмена на 99% такой же как и предыдущие счётчики этой серии. Основное изменение - это добавление профиля максимумов, теперь счётчик фиксирует ещё и максимум достигнутый в получасе.

Минусы:
Не фиксирует биты ошибок получасовок, т.е. невозможно будет определить такие события как отключение питания, это серьёзный недостаток.
Относительно ПСЧ-3ТА - изменился формат команд чтения профиля нагрузки, интересное свойство ПСЧ - выдавать значение получасовки на запрос с форматированной датой-времени утрачено, теперь запрос фактически делается по указателю.
Простота команд запроса профиля приводит к относительно долгому сеансу связи по чтению профиля за период, тем более это сказывается, если Вы используете модемные устройства, в которых процесс переключения приём - передача занимает ощутимое время.
Нельзя менять период интеграции профиля нагрузки
Счётчик не имеет понятия сеанс связи, следовательно, каждая команда несёт в себе все параметры связи с желаемым счётчиком, это связной номер и пароль. В отладке это приводит к таким проблемам - из 500 установленных счётчиков на объекте обязательно часть прошьют с одинаковыми связными номерами. В этом случае опрос будет вестись сразу с двумя счётчиками, кто быстрее ответит, а наверху мы получим солянку - набор правильных ответов на наши команды, но от разных счётчиков. Отловить такую ситуацию непросто. В приборах учёта где, есть понятие сеанса связи - всё проще - мы определимся по ответу с заводским номером и станет ясно, что все данные с другого счётчика.
На табло нет индикации состояния опроса по портам.

Плюсы:
Ведение второго профиля - профиля максимума в получасовке
Относительно предыдущих ПСЧ - теперь из счётчика можно прочитать нормальный заводской номер, такой же как на шильдике.
Относительно предыдущих ПСЧ - выдача профиля в виде энергии за получас, как у всех счётчиков ( а не в виде нарастающих показаний )
Грамотное решение с лишним часом для перехода с лета на зиму - час запоминается в отдельной ячейке памяти, не искажая временную сетку основного архива профиля.
Возвращение дополнительных контрольных параметров в возвращаемом пакете, что позволяет надёжней контролировать сеанс связи со счётчиком
На команды чтения энергии и профиля возвращается запрашиваемый номер месяца, это полезное свойство, позволяющее дополнительно контролировать корректность сеанса связи.
Табло на русском
Хранит показания энергии на первое число месяца - глубина хранения 12 месяцев - это важное свойство счётчика.
Из всех описываемых здесь счётчиков - у ПСЧ самый простой и наглядный интерфейс обмена - можно детям в школе вместо Бейсика преподавать. Обращение за данными профиля нагрузки происходит явно по дате-времени, т.е. счётчик не заставляет программу верхнего уровня вести свой календарь и переводить дату-время в кадры и индексы.
Можно ставить на точки учёта, страдающие периодическим отключением энергии - в этом плане алгоритмических излишеств со стороны программ верхнего уровня не потребуется, счётчик ведёт себя по-дружески - массив профиля не прерывается, время простоя маркируется.
Нумерация связных номеров до 999 , самый большой диапазон.
Программа Schetchik со счётчиком идёт бесплатно, удобна в использовании.
Устойчив на плохих каналах связи, не реагирует на помехи

Мечты :
Добавить флаги ошибок в профиль нагрузок
Сделать команду запрос профиля мощности за интервал, интервал передавать в виде даты-времени. Ответ должен биться на кадры с переменной длиной, длина кадра устанавливается при запросе.
Сделать скорость порта до 115200 бод
Добавить защиту пароля от прослушки
Сделать возможность апгрейта микропрограммы счётчика на дому.
Необходимо в каждом ответе возвращать контрольную сумму последнего принятого счётчиком пакета, это позволит опрашивающей программе быть абсолютно точно уверенной, что счётчик ответил на её последний запрос.

СЭТ - 4ТМ.03
Нижегородский завод им. Фрунзе
Нижний Новгород.
Класс точности 0.5.
Внешне похож на ПСЧ - небольшой плоский корпус, три кнопки на панели. Протокол бинарный, MODBAS - совместимый
Каналы связи с внешним миром - импульсный и программный по интерфейсу RS485 . Период интеграции - переменная величина - от 5 до 30 минут. Глубина хранения профиля нагрузки при периоде интеграции 30 минут - 3 месяца. Хранит значения энергии по каждому каналу за текущие сутки, 12 месяцев, текущий и предыдущий год. Выдаёт показания мгновенной мощности, что позволяет решать задачи контроля нагрузки в реальном времени. Выдаёт частоту сети и температуру прибора. Наворочен в плане тарифных вещей. Протокол бинарный, MODBAS - совместимый

Минусы:
В структуре массива профиля за привязку взят час, длина записи часа не кратна длине массива, отключение питания приводит к остановке накопления массива, появляются пробелы - это усложняет алгоритмы программ верхнего уровня. Хотя есть команда которая заставляет счётчик самому искать нужные данные.
На табло нет индикации состояния опроса по портам.
Плюсы:
Табло на русском.
ведёт 2 независимых профиля нагрузки, один может быть к примеру 30 минутным для коммерческих нужд, второй - с минутной интеграцией для технического контроля.
3 независимых интерфейса, счётчик могу опрашивать параллельно три программы верхнего уровня - две по двум 485- интерфейсам, одна по оптопорту. Одно это свойство счётчика решает массу проблем совместного использования точек учёта.
Мы все уже привыкли обновлять микропрограммы своих сотовых,MP3-плееров, BIOS-ов материнских плат, модемов, бритв и электрических зубных щёток, ну как же без этого ?
Разработчики и тут пошли нам на встречу - апгрейт счётчика можно сделать за 3 минуты, при этом если желаете - данные не пропадут.
Это позволяет быстро исправлять ошибки в работе счётчика - а не жить с ними годами как это делают все другие приборы учёта, а также добавлять в арсенал своих приборов новые возможности отсутствовавшие при покупке. Всё это бесплатно.
Фиксирует массу дополнительных параметров: мгновенная мощность, напряжение, ток, косинус фи, частота, установившееся значение фазного напряжения, установившееся значение частоты, коэффициент искажения синусоидальности кривой фазного напряжения и др.
Все параметры можно фиксировать по т.н. "защёлке", т.е. одной для всех подключённых к интерфейсной шине счётчиков групповой командой, это позволяет получать точные значения по группе счётчиков, к примеру параллельно с коммерческим получать график технического профиля.
Есть функции измерения и контроля качества электроэнергии
Введены программируемые скорости связи 1200-38400 бод. Есть параметр - максимальный интервал ожидания следующего байта пакета - это позволяет прибору принимать пакеты на очень плохих каналах связи с большой асинхронностью скоростей преобразующей аппаратуры.
Мечты:
Сделать команду запрос профиля мощности за интервал, интервал передавать в виде даты-времени, про прямые обращения к памяти и расчёты индексов забыть. Ответ должен биться на кадры с переменной длиной, длина кадра устанавливается при запросе, если хороший канал связи, то можно будет вытянуть полугодовой архив одним запросом.
Добавить сложные команды - когда с помощью одного запроса можно вытянуть к примеру всю энергию за год, использовать кадры.
Сделать скорость портов до 115200 бод
Добавить защиту пароля от прослушки
Сделать отображение на табло состояния сеансов связи по портам, опрашивают счётчик или нет.
Необходимо в каждом ответе возвращать контрольную сумму последнего принятого счётчиком пакета, это позволит опрашивающей программе быть абсолютно точно уверенной, что счётчик ответил на её последний запрос.


Мечты для всех счётчиков :
Сделать возможность холодного рестарта системы счётчика посредством нажатия кнопок с панели счётчика ( как на компьютере Ctrl-Alt-Del ), конечно надо продумать и способ авторизации для таких действий.
Есть не отлаженные программы верхнего уровня с ошибочной реализацией протокола, они могут нафантазировать и передать счётчику всё что угодно и счётчик зависнет.
Уже был случай в практике Российской энергетики, когда УСПД задолбал несуществующей командой счётчики до такой степени что, пришлось отключать их от цепей напряжения, от резервного питания и так вот перезапускать, счётчиков было много и все устали.
Брешь в счётчиках закрыта, но фантазёры остались.
Ethernet-выход, работаем по TCP\IP, массивы счётчика видим через протокол ftp. Актуально, т.к. изернет доползает до всё большего и большего количества подстанций.
USB-выход. На флешке создаём конфигурационный файл, где прописываем что нужно нам от счётчиков.
втыкаем в прибор учёта, лампа на флешке загорается, через 10 секунд гаснет, значит всё хорошо, данные на флешке.
счётчик может создавать на флешке XML-файл, если интересно, давайте вместе придумаем его структуру.
Сделать возможность включения режима отображения на жидкокристалическом экране счётчика подробной индикации процесса обмена по портам.