2.5 Устройство и работа счётчика

2.5.1 Конструктивно счётчик состоит из следующих узлов:

-  корпуса (основания корпуса, крышки корпуса, крышки зажимов);

–  контактной колодки с датчиком тока (шунт);

–  печатной платы модуля электронного;

–  толкателей кнопок управления индикацией на корпусе счётчика.

Печатная плата модуля электронного представляет собой плату с электронными компонентами, которая устанавливается в основании корпуса на упоры и закрепляется защёлками. Печатная плата подключается к контактной колодке с помощью проводов.

2.5.2 Структурная схема счётчика приведена на рисунке 1.

Рисунок 1  - Структурная схема счётчика.

На печатной плате находятся:

–  микросхема - усилитель сигналов;

–  блок питания;

–  микроконтроллер (МК);

–  энергонезависимое запоминающее устройство;

–  элемент резервного питания;

–  микросхема драйвера интерфейса;

–  PLC-модем (для «Меркурий 200.04» и «Меркурий 200.05»)

–  элементы оптронных развязок.

2.5.2.1 Датчики тока и напряжения.

В качестве датчика тока в счётчике используется шунт.

В качестве датчика напряжения в счётчике используются резистивный делитель.

Сигналы с датчика тока поступают на вход микросхемы – усилителя сигналов, сигналы с датчика напряжения поступают на аналоговый вход микроконтроллера.

2.5.2.2 Микроконтроллер производит обработку аналоговых сигналов, поступающих с датчика напряжения  и микросхемы-усилителя сигналов, обрабатывает полученные сигналы и посылает полученный результат на жидкокристаллический индикатор для отображения.

2.5.2.3 МК управляет всеми узлами счётчика и реализует измерительные алгоритмы в соответствии со специализированной программой, помещенной во внутреннюю память программ. Управление узлами счётчика производится через программные интерфейсы, реализованные на портах ввода/вывода МК:

–  UART для  RS-485 или CAN;

–  двухпроводный для PLC;

–  I²C интерфейс для связи с энергонезависимой памятью.

МК периодически определяет текущую тарифную зону, формирует импульсы телеметрии, ведет учет энергии и времени, обрабатывает поступившие команды по интерфейсу или модему и, при необходимости, формирует ответ. Кроме данных об учтённой электроэнергии в ОЗУ МК хранятся калибровочные коэффициенты, тарифное расписание, серийный номер, версия программного обеспечения счётчика т.д. Калибровочные коэффициенты заносятся в память на предприятии-изготовителе и защищаются удалением перемычки  разрешения записи. Без вскрытия счётчика и установки перемычки нельзя изменить калибровочные коэффициенты на стадии эксплуатации счётчика.

При отсутствии напряжения питания МК переводится в режим пониженного потребления с питанием от литиевой батареи с напряжением 3 В. Каждую секунду МК переходит в нормальный режим для непрерывного подсчёта времени.

МК синхронизирован внешним кварцевым резонатором, работающим на частоте 32,768 кГц. Установка и коррекция точности хода часов производится программным способом.

МК управляет работой устройства индикации с целью отображения измеренных данных. Индикация может изменяться посредством кнопки управления индикацией.

Для организации связи с внешним управляющим компьютером используется микросхема драйвера интерфейса. Информационные интерфейсные сигналы от МК через опторазвязку  поступают на микросхему драйвера интерфейса, работающей на скорости от 600 до 9600 Бод. Сигналы от микросхемы драйвера интерфейса поступают на контакты 2, 3 счётчика.

2.5.2.4 Энергонезависимое запоминающее устройство

В состав УУ входит  микросхема энергонезависимой памяти (EEPROM).

Микросхема предназначена для периодического сохранения данных МК. В случае  возникновения аварийного режима (“зависание” МК или падение напряжения литиевой батареи) МК восстанавливает данные из EEPROM.

2.5.2.5 Блок оптронных развязок.

Блок оптронных развязок выполнен на трех оптопарах светодиод-фототранзистор. Две оптопары предназначены для обеспечения гальванической развязки цепей интерфейса счётчика. Один оптрон используется для импульсного входа счётчика.

2.5.3 Устройство индикации счётчика состоит из жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) и драйвера ЖКИ.

Драйвер ЖКИ осуществляет динамическую выдачу информации, помещенной в его память, на соответствующие сегменты ЖКИ.

Табло ЖКИ содержит следующие элементы индикации:

–  восемь разрядов учтённой энергии с фиксированной запятой перед двумя младшими разрядами;

–  пиктограммы отображения тарифов (Т1, Т2, Т3, Т4) - слева;

–  пиктограмма «Сумма» - в нижней части индикатора;

–  пиктограммы «с», «кВт», «кВт ч», «Вт» - справа;

–  пиктограммы курсоров – вверху.

2.5.4 Опрос состояния кнопок управления производится МК на программном уровне.