Manual de utilizare - Contor Electronic Monofazat de Energie Electrica tip CEL 02 - 100 V(Q)

SOFTRONIC

Craiova

Contor Electronic Monofazat

de

Energie Electrica

tip CEL 02 - 100 V(Q)

Manual de Utilizare

ianuarie, 2004

MANUAL DE UTILIZARE

GENERALITĂŢI

PREZENTAREA PRODUSULUI

INSTRUCŢIUNI DE INSTALARE sI EXPLOATARE

INSTRUCŢIUNI UTILIZARE PROGRAM ANALIZĂ DATE ÎNTREGISTRARE

CARACTERISTICI THNICE

GENERALITĂŢI

Contorul CEL este destinat masurarii energiei electrice active si reactive absorbite din linia de contact de locomotivele electrice. În plus, el înregistreaza curba de consum a energiei în functie de timp, transmite spre alte instalatii din locomotiva (vitezografe cu memorie nevolatila) date referitoare la consumul de energie si face autocitirea valorilor sale la intervale programabile de utilizator.

PREZENTAREA PRODUSULUI

Contorul CEL prezinta o constructie statica ce cuprinde componente electronice performante din ultima generatie.

El este format din doua parti principale modulul analogic si modulul digital.

Modulul analogic este un contor static de energie activa si reactiva caracterizat prin faptul ca are o intrare de tensiune, o intrare de curent si doua iesiri în impulsuri al caror numar este proportional cu energia activa si reactiva consumata.

Modulul analogic contine un circuit de intrare de tensiune si de curent, un circuit de multiplicare, un circuit de filtrare si un convertor cu iesire în frecventa.

Circuitele de intrare de tensiune si de curent realizeaza conversia cu distorsiuni reduse a marimilor de intrare în semnale de tensiune cu amplitudini acceptate de circuitul de multiplicare.

Multiplicarea, medierea si conversia se realizeaza în domeniul digital. Astfel, semnalele de tensiune si curent sunt convertite cu ajutorul unor convertoare AD ce utilizeaza metoda sigma-delta, la o rata de esantionare foarte ridicata. Achizitia cu o rata ridicata permite utilizarea pe intrari a unor filtre trece-jos antialias foarte simple. Esantioanele numerice realizate în urma achizitiei sunt apoi prelucrate în domeniul digital: eliminare componenta continua, multiplicare, mediere, conversie în frecventa. Aceasta metoda conduce la obtinerea unor performante foarte ridicate privind precizia si stabilitatea în timp.

Modulul analogic genereaza doua semnale de frecventa: un semnal de frecventa coborâta, ce permite contorizarea energiei, si un semnal de frecventa ridicata, proportionala cu puterea instantanee, ce permite calibrarea contorului. Aceste semnale sunt aplicate modulului numeric prin intermediul unor optocuploare, cele doua module fiind izolate galvanic.

Modulul numeric este construit în jurul unui microcontroler ce dispune de memorie FLASH pentru cod, memorie nevolatila EEPROM pentru variabilele importante, timere si o seriala full duplex.

Microcontrolerul acceseaza o memorie nevolatila RAMCMOS cu baterie pentru datele înregistrate, un ceas de timp real, un afisaj alfanumeric 2x20 caractere si doua taste pentru setarea locala a parametrilor contorului.

Pe panoul frontal, alaturi de afisaj si taste sunt amplasate patru leduri (doua leduri galbene ce semnalizeaza existenta impulsurilor de joasa frecventa generate de modulul analogic un led verde ce prin aprinderea sa periodica semnalizeaza buna functionare a microcontrolerului si un led rosu ce indica starea bateriei modulului numeric). Modulul numeric dispune de circuit watch-dog ce comanda resetarea microcontrolerului în cazul în care acesta nu mai ruleaza programul corect si un circuit power-fail ce anunta în mod anticipat caderea tensiunii de alimentare, permitând astfel salvarea variabilelor importante.

Programul rulat de microcontroler realizeaza masurarea energiei si a puterii prin contorizarea impulsurilor generate de modulul analogic, afisarea valorilor lor pe displayul local, masurarea, memorarea si transmisia pe seriala a energiei consumate în intervalele de timp a caror durata a fost setata de utilizator, înregistrarea valorilor autocitite ale energiei, transferarea datelor înregistrate pentru analiza si stocate cu ajutorul unei unitati de transfer sau calculator portabil.

Alimentarea modulului analogic se realizeaza din intrarea de tensiune . Aceeasi intrare realizeaza si alimentarea modulului numeric, dar numai într-un regim în care afisajul este stins. În acest fel contorul masoara si înregistreaza date chiar în cazul în care alimentarea cu tensiune continua este deconectata. Functionarea normala a contorului, cu aprinderea afisajului, are loc atunci când el este alimentat cu tensiunea auxiliara de 110Vcc din bateria locomotivei.

INSTRUCŢIUNI DE INSTALARE sI EXPLOATARE

Contorul se conecteaza prin intermediul unui sir de cleme, cu tipurile de cabluri utilizate în mod curent pe locomotive. Sunt prevazute câte doua borne pentru intrarea de tensiune, intrarea de curent , alimentarea cu tensiune continua auxiliara, si trei borne pentru conectarea serialei de transmisie date în vehicul. Seriala este prevazuta cu izolare optica si are urmatoarele conexiuni: masa seriala, semnal serial tip colector în gol, alimentare +5V. Ea poate fi conectata la vitezografele cu memorie nevolatila tip IVMS printr-un circuit ce se livreaza optional. Aceasta conectare trebuie realizata cu cablu ecranat (ecran + 2 conductoare, sectiune min 1 mm² ).

Prinderea contorului se face in trei puncte cu ajutorul unor suruburi. Este de preferat ca instalarea contorului sa se faca în postul de conducere, pentru ca indicatiile referitoare la puterea instantanee absorbita sa poata fi urmarita de catre mecanic.

Pe panoul frontal al contorului este amplasat afisajul alfanumeric, doua leduri galbene ce indica faptul ca se consuma energie, un led verde ce semnalizeaza corecta functionare a microcontrolerulu si un led rosu ce indica starea bateriei .   Pe cutia de borne se afla doua taste ce permit parametrizarea locala a contorului, si conectorul serialei RS232.

La conectarea alimentarii cu tensiune continua (110Vcc), dar cu locomotiva deconectata de la linia de contact, în cazul unei functionari corecte, pe afisajul local trebuie sa apara, pentru câteva secunde, mesajul:

'Memoria OK'

'Energia OK'

În cazul în care, prin verificarea sumelor de control referitoare la memoria de cod sau la variabilele stocate în EEPROM se constata existenta cel putin a unei erori este afisat un mesaj de eroare corespunzator.

Daca eroarea se gaseste în memoria de cod este afisat mesajul

'Eroare memorie cod FLASH'

si functionarea contorului este blocata, fiind necesara reprogramarea sa la producator.

O eroare în cadrul memoriei de variabile stocate în EEPROM conduce la aparitia mesajului

'Eroare memorie EEPROM cod xx'

timp de câteva secunde, dupa care contorul îsi începe functionarea normala, folosind valorile implicite înscrise în memoria de cod pentru variabilele ce sunt memorate incorect. Remedierea acestui tip de eroare se face prin reprogramarea parametrilor de functionare cu ajutorul tastelor de pe panoul frontal sau a unui calculator conectat pe seriala RS232 sau seriala optica.

Pe durata în care locomotiva nu este conectata la retea (lipsa tensiune c.a.) pe display este afisata data, ora si valoarea indexului (kWh si kVarh contorizati), iar ledul verde se aprinde intermitent.

În acest regim se poate realiza programarea parametrilor functionali ai contorului folosind afisajul local si cele doua taste B1 si B2 astfel:

se apasa tasta B1 si succesiv se baleiaza în mod ciclic parametrii ce pot fi modificati (ora, data calendaristica, rata memorare, rata transfer, cod autocitire, numar vehicul, cod depou);

în momentul în care este afisat parametrul ce se doreste a fi modificat se apasa tasta B2

prin apasarea succesiva a tastei B1 se pozitioneaza cursorul pe caracterul ce se doreste a fi modificat si apoi se apasa tasta B2

se actioneaza tasta B1 pentru modificarea caracterului pe care este pozitionat cursorul, iar în momentul în care este atinsa valoarea dorita se apasa tasta B2 pentru un interval scurt (sub 1 sec) pentru a se trece la urmatorul caracter si pe ambele taste pentru o durata mai lunga (peste 2 sec) pentru memorarea valorii afisate în cazul în care timp de 30 sec nu se mai actioneaza asupra tastaturii se revine în afisarea datei, orei si valorii energiei fara a se modifica nici un parametru.

La conectarea locomotivei la linia de contact ledurile galbene se aprind intermitent cu o frecventa proportionala cu puterea consumata, ledul verde continua sa se aprinda periodic, iar pe display sunt afisate secvential data, ora, indexurile contorului în kWh, respectiv kVarh si puterile instantanee în kW respectiv kVar absorbite de locomotiva.

INSTRUCŢIUNI UTILIZARE PROGRAM ANALIZĂ DATE ÎNREGISTRARE

Programul de analiza date înregistrate permite atât transferul, salvarea sub forma de fisiere si analiza sub forma tabelara si grafica a datelor înregistrate, cât si programarea parametrilor specifici functionarii contorului.

El ruleaza în fereastra DOS pe orice calculator compatibil PC-AT ce are placa video SVGA.

Programul se numeste CEL.EXE si necesita existenta în acelasi director a fisierului EGAVGA.BGI în cazul în care se face analiza sub forma grafica a curbei de consum.

La lansarea programului este afisat menu-ul principal care are urmatoarea forma:

Modificare parametri CEL

Configuratie PC

B1ati 1.5 ENTER (ESC-Iesire din program)

Comenzile au o structura arborescenta. Ele se lanseaza prin apasarea tastei cu cifra corespunzatoare si apoi a tastei <ENTER>. Abandonarea unei comenzi si revenirea la menu-ul principal se face apasând tasta <ESC>

În cazul în care o comanda necesita introducerea de parametri este initiat un dialog cu operatorul pe linia aflata în partea inferioara a ecranului.

În cadrul submenu-ului 'Afisare date' sunt active în plus tastele functionale.

Menu-ul 'Transfer date'

Acest menu are forma:

Ultimul segment memorie curba de consum

Memoria autocitiri energie

Initializare memorie curba de consum

Initializare contorizare energie

Toata memoria curba de consum

B1ati 1.5 (ESC - revenire în menu-ul principal)

Transferarea datelor se face utilizând un calculator portabil conectat pe seriala optica sau RS232, sau o unitate de transfer conectata pe seriala RS232.

Pentru transferarea datelor referitoare la curba de consum memorate de la ultima initializare a acestei memorii se apasa <ENTER>. În partea inferioara a ecranului apare lungimea în octeti a informatiei ce urmeaza a fi transmise si un contor ce indica numarul de octeti transferati. Transferul se termina cu succes în momentul aparitiei mesajului 'B2 - continuare o tasta'. Prin apasarea oricarei taste se revine în menu-ul principal. În cazul în care apare mesajul 'COMUNICAŢIE ÎNTRERUPTĂ' trebuie verificat daca portul serial folosit este COM1 (în caz contrar el trebuie sa fie modificat cu menu-ul 'Configuratie PC') si daca este folosit un cablu de transfer corespunzator.

În cazul în care se doreste initializarea memoriei curba de consum se apasa '3' <ENTER>, comanda ce seteaza la lungime zero a memoriei curba de consum. Comanda necesita confirmarea din partea operatorului, prin tastarea 'D'. Acest lucru nu conduce la pierderea ultimelor date înregistrate, scrierea în memorie realizându-se în mod circular, cu pierderea celor mai vechi date.

<ENTER> se poate transfera toata memoria ce contine date referitoare la curba de consum.

Memoria ce contine autocitirile contorului se face prin tastarea '2' <ENTER>. Aceasta memorie se transfera întotdeuna în întregime si în cadrul ei datele sunt înscrise cu pierderea celor mai vechi (first in - first out).

Comanda 'Initializare contorizare energie' - '4' <ENTER> conduce la stergerea indexului contorului (energia contorizata devine zero). Ea se face prin dubla confirmare din partea operatorului, data, ora si valoarea indexului la care s-a efectuat fiind înscrise în memoria de autocitiri si memoria curba de consum.

Menu-ul 'Salvare / încarcare fisiere disc'

Are urmatoarea forma:

Salveaza fisier curba de consum

Salveaza fisier autocitiri energie

Încarca fisier curba de consum

Încarca fisier autocitiri energie

Selectati 1.4 (ESC - revenire în menu-ul principal)

Dupa transferarea datelor este recomandabila salvarea lor imediata în cadrul unor fisiere. Aceasta se face tastând <ENTER> pentru datele referitoare la curba de consum sau '2' <ENTER> pentru datele referitoare la valorile autocitite.

În cazul în care nu este specificata nici o cale pentru fisier, salvarea se face în directorul din care a fost lansat programul CEL.EXE. Numele fisierului trebuie sa fie în format DOS (max. 8 caractere pentru nume si eventual max. 3 caractere pentru extensie . exemplu LE502.CEL).

Pentru reîncarcarea datelor continute în fisiere salvate anterior se tasteaza '3' <ENTER> pentru fisiere ce contin date referitoare la curba de consum, respectiv '4' <ENTER> pentru autocitiri.

Încarcarea de fisiere, ca si transferul, conduce la pierderea datelor din tipul carui i se adreseaza (curba consum sau autocitiri).

Menu-ul 'Afisare date'

Forma sa este:

Tabel curba de consum

Tabel autocitiri energie

Grafic curba de consum

B1ati 1.3 (ESC - revenire în menu-ul principal)

Pentru afisare date este necesar transferul datelor sau încarcarea din fisiere a unor date corespunzatoare tipului ce se afiseaza.

Prin tastarea '1' <ENTER> devine posibila analizarea datelor referitoare la curba de consum sub forma tabelara.

Fiecare linie din tabel cuprinde data si ora de început a intervalului, data si ora de sfârsit a intervalului si valoarea energiei consumate în acest interval.

Tabelul contine si informatii referitoare la data si ora conectarii alimentarii contorului, al initializarii memoriei curba de consum sau al initializarii contorizarii energiei.

Capul de tabel prezinta numele fisierului de date (daca a fost salvat), lungimea fisierului, data, ora contorului si data, ora calculatorului la care s-a efectuat transferul, seria contorului, numarul locomotivei, codul depoului.

În cadrul comenzii de analiza tabelara sunt active urmatoarele taste:

<ESC> - revenire în menu-ul pincipal

<Home> - afisare început înregistrare

<End> - afisare sfârsit înregistrare

<Pg Down> - afisare pagina urmatoare

<Pg Up> - afisare pagina anterioara

<Sageata Sus> - B1eaza linia anterioara

<Sageata Jos> - B1eaza linia urmatoare

F1 - afiseaza help

F2 - tipareste zona selectata

F3 - salveaza în fisier text zona selectata

F4 - defineste început zona selectata

F5 - defineste sfârsit zona selectata

F6 - zoom contractare (însumeaza mai multe linii)

F7 - unzoom (eliminare zoom)

F8 - cauta o data calendaristica

F9 - cauta depasire consum fata de o valoare setata

Analiza tabelara a datelor referitoare la autocitiri energie se face tastând '2' <ENTER> În cadrul ei sunt disponibile urmatoarele comenzi:

<ESC> - revenire în menu-ul pincipal

<Home> - afisare început tabel

<End> - afisare sfârsit tabel

<Pg Down> - afisare pagina urmatoare

<Pg Up> - afisare pagina anterioara

<Sageata Sus> - selecteaza linia anterioara

<Sageata Jos> - selecteaza linia urmatoare

F1 - afiseaza help

F2 - tipareste tabelul

Prin tastarea <ENTER> se realizeaza analiza sub forma grafica a datelor referitoare la curba de consum.

În cadrul ei este afisata pe ecran diagrama evolutiei consumului de energie în functie de timp ce poate fi analizata folosind urmatoarele comenzi

<ESC> - revenire în menu-ul pincipal

<Home> - afiseaza începutul înregistrarii

<End> - afiseaza sfârsitul înregistrarii

<Pg Down> - afiseaza pagina urmatoare

<Pg Up> - afiseaza pagina anterioara

<Sageata stânga-dreapta> - deplaseaza cursor

F1 - afiseaza help

F2 - tipareste diagrama

F3 - afiseaza de la cursor

Citirile precise ale valorilor de pe diagrama se face cu ajutorul unui cursor ce poate fi deplasat cu ajutorul tastelor.

Menu-ul 'Modificare parametri CEL'

Are forma:

PARAMETRI CEL

Modificare rata înregistrare curba consum

Modificare rata transmisie seriala în vehicul

Modificare cod autocitire

Modificare numar vehicul

Modificare cod depou

Setare ora si data calendaristica

Selectati 1.6 (ESC - revenire în menu-ul principal)

La intrarea în aceasta comanda sunt afisate valorile corespunzatoare primilor cinci parametri, prin transferare de la contor.

Se apasa apoi tasta cu numarul corespunzator parametrului ce se doreste a fi modificat apoi tasta <ENTER>, se introduce noua valoare si <ENTER>. Domeniile în care este permisa introducerea parametrilor sunt afisate pe ultima linie a ecranului.

Modificarea orei si datei se face cu valorile curente ale ceasului calculatorului.

Menu-ul 'Configuratie PC

Forma menu-ul este

Seriala transfer

Tip imprimanta

B1ati 1 sau 2 (ESC - revenire în menu-ul principal)

Acest menu permite definirea configuratiei calculatorului care foloseste programul de analiza a datelor.

CARACTERISTICI TEHNICE

Tipul contorului: static, monofazat cu un singur sens de înregistrare;

Tensiunea de referinta 100 V;

Frecventa de referinta 50 Hz;

Curentul nominal: 2,5 A;

Curentul maxim: 3 A;

Clasa de exactitate pentru energie activa si 1 pentru energie reactiva;

Tensiunea auxiliara de alimentare 110 Vcc - 30 +25%;

Constanta interna contor: 2048 imp/kWh; 2048 imp/kVarh

Constanta externa leduri galbene: 1puls/kWh; 1puls/kVarh

Marimi masurate si afisate energia activa,energia reactiva puterea activa, puterea reactiva ora, data calendaristica;

Marimi înregistrate consumul de energie activa si reactiva în intervale de timp programabile, prin autocitirea valorii energiei;

Marimi de iesire informatii privitoare la consumul de energie în intervale de timp, transmise prin canal serial;

Modul de parametrizare si transfer date prin seriala RS232;