Насколько цифровой счетчик ARIS EM?
Сегодня неспешными темпами складывается полная картина цифровой подстанции. Уже много лет внедряются устройства, реализующие модели информационного обмена МЭК 61850 для интеграции в систему АСУ ТП (отчеты, управление, журналы событий и др.) и быстродействующего обмена сигналами между отдельными устройствами «нижнего уровня» (GOOSE) [1]. Доступны также волоконно-оптические преобразователи тока и напряжения (ВОПТН)/устройства сопряжения с шиной (УСШ) процесса с поддержкой модели передачи выборочных значений тока и напряжения (Sampled Values), реализуемой в соответствии с «Implementation guidelines for Digital Interface to Instrument Transformers» (МЭК 61850-9-2LE) [2], и устройства РЗА, способные принимать данные в указанном формате. Сейчас эти решения находятся в опытной эксплуатации на нескольких объектах и проходят проверку корректности функционирования в нормальных режимах/режимах КЗ.
Одним из фрагментов, который препятствует составлению пазла под названием «Цифровая подстанция», является цифровой коммерческий учет электроэнергии.
Одним из фрагментов, который препятствует составлению пазла под названием «Цифровая подстанция», является цифровой коммерческий учет электроэнергии. Этот фрагмент препятствует широкомасштабному внедрению ВОПТН/УСШ процесса МЭК 61850-9-2LE, другими словами, реализации передачи измерений в цифровом формате. Это обусловлено тем, что указанные источники цифровых измерений должны иметь набор документов о соответствии заявляемых метрологических характеристик фактическим. А ведь методики поверки таких устройств с интерфейсом МЭК 61850-9-2LE сегодня не существует. Хотя стоит отметить, что НИОКР на тему «Разработка и изготовление технических средств и метрологической базы для метрологического обеспечения цифровых подстанций» стартовал. Вторая часть этого проблемного фрагмента – наличие счетчиков электрической энергии с цифровым интерфейсом МЭК 61850-9-2LE, причем также метрологически поверенных и имеющих соответствующие документы.
По своему опыту можем сказать: таких приборов немного. Редакция журнала «Цифровая подстанция» знает о двух подобных устройствах: ZMQ 802C (Landis+Gyr) и ARIS EM302 (ООО «Прософт-Системы»). Согласно декларациям, второй прибор обладает более богатым функционалом: поддерживает сервер MMS, может принимать нескольких потоков МЭК 61850-9-2LE, в том числе с частотой дискретизации сигнала 256 точек/период. Именно ARIS EM302 нам и удалось протестировать.
Несмотря на то, что наш журнал не является организацией, имеющей соответствующее разрешение на проведение испытаний, мы заручились поддержкой авторитетной независимой лаборатории исследований функциональной совместимости компании «ТЕКВЕЛ» и воспользовались ее программными инструментами, чтобы провести ряд испытаний, которые еще никто в России не проводит, по крайней мере, на «законных» основаниях. Это наша непредвзятая оценка устройства.
Впервые мы познакомились с многофункциональным счетчиком электрической энергии ARIS EM в 2012 году, когда специалисты «Прософт-Системы» привезли свой прибор на исследовательскую и производственную площадку компании «Профотек» с целью провести испытания на функциональную совместимость в части интерфейса МЭК 61850-9-2LE. Тогда испытания завершились успехом – счетчик принимал данные от электронного блока ВОПТН (поток измерений 80 точек/период) [3]. Измерения, генерируемые ВОПТН, соответствовали отображаемым на дисплее счетчика и были стабильными, ошибки отсутствовали. Такие сценарии испытаний используются и сегодня в рамках проверки на функциональную совместимость по МЭК 61850-9-2LE [4].
Годом позже вновь состоялось тестирование устройства в рамках Первой Открытой сессии по испытанию совместимости оборудования в соответствии с требованиями стандарта МЭК 61850, организованной кафедрой Релейной защиты и автоматизации энергосистем НИУ МЭИ. Тогда, помимо повторных испытаний с оборудованием «Профотек» [5], была успешно подтверждена совместимость с УСШ ENMU производства ИЦ «Энергосервис» [6].
Через некоторое время мы встретились со счетчиком еще раз, но это уже был реальный проект – Цифровая автоматизированная система учета электроэнергии ОАО «Сетевая компания». На присоединении 110 кВ ПС Магистральная 220 кВ был установлен комплект ВОПТН с интерфейсом МЭК 61850-9-2LE (рис. 1) с последующей передачей измерений в счетчик ARIS EM (рис. 2). Параллельно «цифровому контуру» был реализован и «аналоговый» (данные от электромагнитных ТТ и ТН поступали на другой счетчик с аналоговым интерфейсом). Цель проекта – проанализировать показания метрологически поверенного комплекса и нового устройства. Оборудование было смонтировано, система введена в эксплуатацию, однако результаты работы комплексов еще не были представлены.
Так, в ходе «встреч» со счетчиком нам никак не удавалось ознакомиться с ним более подробно, мы не могли настраивать его самостоятельно и испытывать в разных режимах. Однако сейчас такая возможность предоставилась.
Многофункциональный счетчик электрической энергии ARIS EM302 внешне похож на контроллер присоединения ARIS C303 [7] и выполнен с ним на одной платформе. Отличаются устройства только габаритными размерами. Все остальное – элементы лицевой панели, дисплей, структура меню – идентично. В ARIS EM302 также принята модульная архитектура.
Тестированное устройство оснащено модулем источника питания (PS220), а также двумя процессорными модулями (MBSO, MBSL). MBSL отвечает за прием и обработку информационных потоков МЭК 61850-9-2LE: устройство способно принимать до 4 потоков 80/256 точек/период. MBSO отвечает за вычислительные операции, относящиеся к учету электроэнергии. Как и в случае с ARIS C303, процессорный модуль отвечает за синхронизацию времени (через встроенный модуль GPS/GLONASS, NTP, PTP или внешний модуль точного времени, подключаемый через порт RS-485).
Веб-интерфейс конфигурирования устройства тоже совпадает с контроллером ARIS C303. Поработал с ARIS C303 и сразу же легко ориентируешься при настройке счетчика ARIS EM302. Да здравствует унификация!
В устройстве отсутствовали аналоговые интерфейсы тока и напряжения, а значит и аналоговые фильтры (если таковые применялись) и тракт аналого-цифрового преобразования. Фактически, счетчик превратился в интеллектуальный калькулятор, и его основной задачей становится корректная обработка последовательности входных данных.
Мы протестируем устройство по двум критериям:
- Прием и обработка информационных потоков МЭК 61850-9-2LE 80 и 256 точек/период от эмулятора Volcano («ТЕКВЕЛ»). В этом тесте мы будем контролировать соответствие токов и напряжений, генерируемых эмулятором, данным, отображаемым на дисплее устройства. Одновременно будем использовать Omicron SVScout для кросс-проверки.
- Проверка соответствия реализации коммуникационных сервисов (клиент-сервер) требованиям стандарта МЭК 61850 с использованием специализированного программного комплекса iTest.
Одновременно будем оценивать удобство настройки устройства.
Прием измерений по протоколу МЭК 61850-9-2LEНастройка счетчика на прием измерений по протоколу МЭК 61850-9-2LE выполняется достаточно просто. Для этого необходимо выбрать пункт меню Трансляция – Прием данных
и добавить модуль ARIS приема измерений в формате МЭК 61850-9-2LE. Рис. 3. Перечень модулей устройства.Далее требуется перейти в пункт Система – Настройка модулей (рис. 4) и выбрать модуль 9-2. Появится окно с предложением просканировать сеть на наличие информационных потоков МЭК 61850-9-2LE. В других устройствах с интерфейсом 9-2, которые мы испытывали, требовалось вводить параметры потока вручную. Здесь все удобнее. Нашел нужный поток, выбрал из списка, применил его параметры, и они «подхватились» автоматически.
Рис. 4. Результаты сканирования информационной сети на предмет наличия потоков МЭК 61850-9-2LE и применение параметров потока.
При тестировании генерировались потоки с использованием эмулятора Volcano. Он формирует поток как на 80 точек/период, так и 256 точек/период, который как раз поддерживает ARIS EM302.
Идентификатор потока и его MAC-адрес назначения были выставлены в соответствии с рис. 5. Перед сканированием сети был запущен поток (действующие значения фазного тока – 1000 А, фазного напряжения – 63,5 кВ, рис. 6).
Рис. 5. Главное окно эмулятора МЭК 61850-9-2 Volcano.Рис. 6. Окно задания значений/фаз эмулируемых токов и напряжений и отображения век-торной диаграммы.Сначала ПО Volcano работало под управлением ОС Windows, и интервал следования пакетов 9-2LE сильно варьировался. Значения, отображаемые на дисплее счетчика, отличались от заданных в эмуляторе. Это связано с тем, что алгоритм расчета действующих значений в ARIS EM302 опирается на таймер, который отсчитывается в устройстве, а не на параметр smpCnt, который есть в каждом пакете. Нам показалось это не очень правильным, так как если УСШ работает корректно и без джиттера, то временная ошибка в счетчике может привести к ошибке в измерениях. С другой стороны, если опираться на отсчет секунды по smpCnt, то этого эффекта наблюдаться не будет. SVScout отображал значения в полном соответствии с генерируемыми эмулятором.
Далее ПО Volcano было запущено на ноутбуке Apple. В этом случае стабильность интервала следования пакетов высока. В результате опыта мы наблюдали полное соответствие данных, отображаемых на дисплее устройства, генерируемым эмулятором. Значения и фазы токов и напряжений, отображаемые в SVScout, им соответствовали.
Проверка соответствия МЭК 61850В этом блоке представим вашему вниманию результат тестирования счетчика на соответствие требованиям стандарта МЭК 61850. При испытаниях использовалось ПО iTest, которое также применялось в ходе первых проверок соответствия в НТЦ ФСК [8]. Данное ПО проводит испытания в соответствии со сценариями, описанными в Conformance Test Procedures for Server Devices with IEC 61850-8-1 interface [9].
Этим документом руководствуются все лаборатории, аккредитованные международной организацией UCA (Utility Communications Architecture) на проверку соответствия МЭК 61850 (TUV SUD, KEMA и др.). Мы будем проводить испытания коммуникационных сервисов МЭК 61850.
Проверки по этому критерию подразделены на 19 блоков. Мы проведем испытания по первому из них – BasicExchange. Этот блок определяет, насколько корректно реализованы базовые сервисы информационного обмена (Associate, Abort, Release, GetServerDirectory, GetLogicalDeviceDirectory, GetLogicalNodeDirectory, GetDataValues, GetDataDirectory, GetDataDefinition).
Прежде чем перейти к самим тестам, подготовим объектную модель сервера. Для этого требуется перейти в пункт меню Трансляция – Передача данных и создать сервер МЭК 61850-8-1 (рис. 7).
Рис. 7. Создание сервера МЭК 61850-8-1.Далее выбираем его, добавляем в объектную модель новые логические узлы с объектами данных и выполняем привязку объектов данных к внутренним тегам устройства (рис. 8 и 9). По удобству процедуры настройки вопросов не возникает.
Рис. 8. Создание логических узлов.Рис. 9. Привязка объектов данных к внутренним тегам устройства.Далее переходим к самим испытаниям. Чтобы начать тестирование по блоку Basic Exchange, достаточно запустить iTest, загрузить модель испытуемого устройства и выбрать типы испытаний. Результаты обозначены в Таблице 1.
Таблица 1. Результаты испытаний на соответствие МЭК 61850 по блоку Basic Exchange.
| Сценарий | Краткое описание | Результат (причина) |
| Ass1 | Проверка правильности установки и завершения соединения | Не пройден (сокет закрывается раньше, чем сессия ACSE) |
| Ass2 | Проверка правильности установки и завершения соединения | Пройден |
| Ass3 | Проверка установки и завершение соединения с максимально допустимым числом клиентов | Не пройден (последствие ошибки, выявленной в опыте Ass1) |
| AssN2 | Проверка установки соединения с правильными параметрами аутентификации, проверка невозможности установки соединения с контролируемыми сервером неправильно заданными параметрами аутентификации | Не пройден (последствие ошибки, выявленной в опыте Ass1) |
| AssN3 | Проверка одновременного установления связи с максимальным числом клиентов (для max+1 должен формироваться отрицательный ответ на запрос установления связи) | Пройден |
| AssN4 | Проверка того, что устройство обнаруживает обрыв связи (между двумя коммутаторами в схеме) и формирует отрицательный ответ на запрос GetDataValues после восстановления связи | Не пройден (последствие ошибки, выявленной в опыте Ass1) |
| AssN5 | Проверка возможности повторной установки связи после перерыва и восстановления оперативного питания | Пройден |
| Srv1 | Формирование запроса GetServerDirectory и контроль правильности ответа сервера | Пройден |
| Srv2 | Формирование запроса GetLogicalDeviceDirectory и контроль правильности ответов | Пройден |
| Srv3 | Формирование запроса GetLogicalNodeDirectory и контроль правильности ответов | Пройден |
| Srv4 | Формирование запросов GetDataDirectory, GetDataDefinition и GetDataValues и контроль правильности ответов | Пройден |
| Srv5 | Формирование запроса GetDataValues для нескольких объектов данных, формирование запроса GetDataValues по функциональному ограничению (LLN0$ST, LLN0$ST$Mod, LLN0$ST$Mod$stVal), контроль правильности ответов | Пройден |
| SrvN1abcd | Формирование запросов GetLogicalDeviceDirectory, GetLogicalNodeDirectory, GetDataDirectory, GetDataDefinition, GetDataValues, SetDataValues, GetAllDataValues с некорректными параметрами (неизвестный объект, логическое устройство, логический узел), контроль правильности ответов | Не пройден (не формируется корректный ответ – accessobject-non-existent). |
| SrvN4 | Запрос изменения значения для объекта данных со свойством «только чтение» (LLN0$ST$Mod$stVal) | Не пройден (формируется положительный ответ DataWriteSuccess вместо object-access-denied). |
Из 14 испытаний не пройдено 6. В 4 случаях все произошло из-за одной и той же ошибки: сервером некорректно завершается соединение. Вместо штатного закрытия происходит аварийное завершение сессии. К серьезным последствиям это вряд ли приведет, но ошибки на стороне клиента могут записываться в лог и назойливо беспокоить персонал. Что касается двух других ошибок, они более серьезные. В первом случае формируется неверный ответ на изначально некорректный ответ сервера, что может привести к «зацикливанию» информационного обмена. Во втором случае сервер положительно отвечает на запрос записи значения переменной категории «только чтение».
Счетчик электрической энергии ARIS EM302 обладает богатым функционалом. Не только с точки зрения выполнения прикладных задач, но и с точки зрения МЭК 61850. Реализована поддержка и МЭК 61850-8-1 (MMS, GOOSE), и МЭК 61850-9-2LE. Пожалуй, это уникальный счетчик на рынке, так как схожего по функционалу нет. Однако, как показали результаты тестов в части МЭК 61850, недочеты у него есть. На самом деле наличие ошибок в реализации МЭК 61850 характерно для всех отечественных производителей (а, поверьте, в наших тестах участвовали многие из них). Главное – это признать ошибки и исправить их. Тогда на выходе будет уникальный и качественный продукт не только для отечественного, но и зарубежного рынка.
http://digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2014/09/IED.png
Комментарий
«Прософт-Системы»
Девиз нашей компании – «100% успешное внедрение оборудования на объектах заказчика». Мы всегда внимательно относимся к выявленным и потенциальным проблемам с нашим оборудованием и своевременно производим необходимые исправления в ПО. Проблемы, выявленные при испытании счетчика ARISEM в части протокола МЭК 61850-8-1, уже устранены и проходят стадию тестирования.
- МЭК 61850-7-2. Edition 2.0. Communication networks and systems for power utility automation – Part 7-2: Basic information and communication structure – Abstract communication service interface (ACSI).
- Implementation Guideline For Digital Interface To Instrument Transformers Using IEC 61850-9-2. UCA International Users Group. Modification index R2-1, 2004.
- Протокол на подтверждение функциональной совместимости между прибором коммерческого учета электроэнергии ARIS EM производства ООО «Прософт-Системы» и электронно-оптическим блоком преобразования ВОПТ/ВОПН производства ЗАО «Профотек» по условиям протокола МЭК 61850-9-2 (спецификация МЭК 61850-9-2LE)». Фрязино, 2012 г. http://equipment.digitalsubstation.ru/components/com_mk61850/assets/pdf/prototests/iec-a31645894.pdf.
- 2013 IEC 61850 Interoperability test (Munich, Germany; October 27 – November 1, 2013). Final report.
- Протокол тестирования совместимости устройств по условиям стандарта МЭК 61850 в части передачи данных по протоколу МЭК 61850-9-2 (ВОПТН – ARIS EM). Москва, 2013. http://equipment.digitalsubstation.ru/components/com_mk61850/assets/pdf/prototests/iec-cbe94f74d.pdf.
- Протокол тестирования совместимости устройств по условиям стандарта МЭК 61850 в части передачи данных по протоколу МЭК 61850-9-2 (ENMU – ARIS EM). Москва, 2013. http://equipment.digitalsubstation.ru/components/com_mk61850/assets/pdf/prototests/iec-21289267b.pdf.
- Тест-драйв ARIS C303. Электронный журнал «Цифровая подстанция», 2013. http://digitalsubstation.com/blog/2014/05/21/test-drajjv-aris-c303/.
- В НТЦ ФСК ЕЭС прошли первые испытания на соответствие МЭК 61850. Цифровая подстанция, Апрель 2014, стр. 3.
- Conformance Test Procedures for Server Devices with IEC 61850-8-1 interface. UCA International Users Group.
| Продукт | H7EC | H7ET | H7ER | H7GP | H7HP | H7CX | H7BX | H8PS | H7CC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диапазон счета от -99999 до 999999 () -999 to 9999 () 0 с – 999 ч 59 мин 59 с <-> 0,0 мин – 9999 ч 59,9 мин () от 0 до 99999999 () 0,0 ч – 999999,9 ч <-> 0,0 ч – 3999 д 23,9 ч () 0,1 ч – 99999,9 ч () 1 с – 99 ч 59 м 59 с () 1000 с-1 или 1000 мин-1 () 1000 с-1 или 1000 мин-1 <-> 10000 мин-1 () | от 0 до 99999999 | 0 с – 999 ч 59 мин 59 с <-> 0,0 мин – 9999 ч 59,9 мин 0,0 ч – 999999,9 ч <-> 0,0 ч – 3999 д 23,9 ч | 1000 с-1 или 1000 мин-1 1000 с-1 или 1000 мин-1 <-> 10000 мин-1 | 0,1 ч – 99999,9 ч 1 с – 99 ч 59 м 59 с | 0,1 ч – 99999,9 ч 1 с – 99 ч 59 м 59 с | от -99999 до 999999 -999 to 9999 | от -99999 до 999999 | – | от -99999 до 999999 -999 to 9999 |
Входы управления Напряжение постоянного тока
() PNP / NPN
() На замыкание
() Энкодер
() широкий диапазон напряжения перем. тока/пост. тока
() | PNP / NPN На замыкание Напряжение постоянного тока широкий диапазон напряжения перем. тока/пост. тока | PNP / NPN На замыкание Напряжение постоянного тока широкий диапазон напряжения перем. тока/пост. тока | PNP / NPN На замыкание | На замыкание Напряжение постоянного тока (возможность переключения | На замыкание Напряжение постоянного тока (возможность переключения | PNP / NPN На замыкание | PNP / NPN На замыкание | Энкодер | PNP / NPN На замыкание |
| Управляющий выход 1 реле (SPDT) () Биение () Выход камеры 8/16/32 () Выход контакта () Выход контакта SPDT + транзисторный выход SPST () Тахометр () Транзистор () Выход контакта SPDT () Выход контакта SPST () Выход контакта SPST + SPDT () Транзисторный выход DPST () Транзисторный выход NPN () Транзисторный выход NPN или PNP () Транзисторный выход SPST () | – | – | – | – | – | 1 реле (SPDT) Транзистор | Выход контакта Транзисторный выход NPN | Биение Выход камеры 8/16/32 Тахометр Транзисторный выход NPN или PNP | Выход контакта SPDT + транзисторный выход SPST Выход контакта SPDT Выход контакта SPST Выход контакта SPST + SPDT Транзисторный выход DPST Транзисторный выход SPST |
| Напряжение питания 24 B~ () 100 – 240 В перем. тока () 12 – 24 В пост. тока () 24 B= () | 24 B= | 24 B= | 24 B= | 100 – 240 В перем. тока 12 – 24 В пост. тока | 100 – 240 В перем. тока 12 – 24 В пост. тока | 100 – 240 В перем. тока 12 – 24 В пост. тока | 24 B~ 100 – 240 В перем. тока 12 – 24 В пост. тока | 24 B= | 100 – 240 В перем. тока 12 – 24 В пост. тока |
| Дисплей, кол-во разрядов ЖКД () Негативный пропускающий ЖКД () 1 – 5 цифр () 6 – 10 цифр () | ЖКД 8 цифр | ЖКД 7 цифр | ЖКД 4 цифры 5 цифр | Негативный пропускающий ЖКД 6 цифр | Негативный пропускающий ЖКД 6 цифр | Негативный пропускающий ЖКД PV – 4 цифр, SV – 4 цифр PV – 6 цифр, SV – 6 цифр | Негативный пропускающий ЖКД PV – 6 цифр, SV – 6 цифр | ЖКД 7 цифр | Негативный пропускающий ЖКД 6 цифр |
| Скорость 0 – 30 Гц () 1 – 30 Гц () 0 – 1 кГц () 0 – 5 кГц () 1 или10 кГц () | 0 – 30 Гц 0 – 1 кГц | – | 1 или10 кГц | 0 – 30 Гц 0 – 5 кГц | 1 – 30 Гц 0 – 5 кГц | 0 – 30 Гц 0 – 5 кГц | 0 – 30 Гц 0 – 5 кГц | – | 0 – 30 Гц 0 – 5 кГц |
| Продукт | H7EC | H7ET | H7ER | H7GP | H7HP | H7CX | H7BX | H8PS | H7CC |
| 1 | ADE9153A | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Fast 1/2RMS, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Vrms | Current Transformer, Shunt | No | No | Autocalibration, mSure Technology, Single Phase | CF Pulses, Serial SPI, UART | 2.97 | 3.63 | $2.97 (ADE9153AACPZ) | |
| 2 | ADE9153B | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Fast 1/2RMS, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Vrms | Current Transformer, Shunt | 0.1 | No | Yes | Accuracy Monitoring, Autocalibration, mSure Technology, Reverse Power Monitor, Single Phase | CF Pulses, Serial SPI, UART | 2.97 | 3.63 | – |
| 3 | ADE9000 | Polyphase Energy Monitoring IC | 10/12 Cycle Rms, Apparent Power, Fast 1/2RMS, Fundamental Active, Fundamental Apparent, Fundamental Irms, Fundamental Reactive, Fundamental Vrms, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Harmonic Distortion, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | No | No | Low Power, Waveform Buffer | CF Pulses, Serial SPI | 2.97 | 3.63 | $6.39 (ADE9000ACPZ) | |
| 4 | ADE9078 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | 0.1 | No | Yes | Low Power, Waveform Buffer | CF Pulses, Serial SPI | 2.7 | 3.63 | $5.85 (ADE9078ACPZ) |
| 5 | ADE7923 | Single Phase Energy Metering IC | – | – | – | – | No | Non-Isolated 3 Channel For Neutral Line | HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 2.97 | 3.63 | $2.28 (ADE7923ARWZ) |
| 6 | ADE7978 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Fundamental Active, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Harmonic Distortion, Total Reactive Power, Vrms | Shunt | No | No | 5kV isolation, Meter Chipset w/isoPower and iCoupler technology | CF Pulses, HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 2.97 | 3.63 | $1.90 (ADE7978ACPZ) | |
| 7 | ADE7933 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Fundamental Active, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Harmonic Distortion, Total Reactive Power, Vrms | Shunt | 0.2 | No | No | 3 channel Meter Chipset w/IsoPower iCoupler tech, 5kV isolation, Magnetic Field Immunity | HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 2.97 | 3.63 | $5.71 (ADE7933ARIZ) |
| 8 | ADE7932 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Fundamental Active, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Harmonic Distortion, Total Reactive Power, Vrms | Shunt | 0.2 | No | No | 2 channel Meter Chipset w/IsoPower iCoupler tech, 5kV isolation, Magnetic Field Immunity | HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 3.63 | $5.42 (ADE7932ARIZ) | |
| 9 | ADE7878A | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Fundamental Active, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | 0.1 | No | Yes | Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI | 2.8 | 3.7 | $6.18 (ADE7878AACPZ) |
| 10 | ADE7868A | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Harmonic Distortion, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | 0.1 | No | Yes | Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI | 2.8 | 3.7 | $4.65 (ADE7868AACPZ) |
| 11 | ADE7858A | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | No | Yes | Waveform Sampling | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI | 2.8 | 3.7 | $4.49 (ADE7858AACPZ) | |
| 12 | ADE7854A | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | 0.1 | No | Yes | Waveform Sampling | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI | 2.8 | 3.7 | $4.49 (ADE7854AACPZ) |
| 13 | ADE7816 | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Rogowski Coil | 0.1 | No | No | 6 Current/ 1 Voltage input | HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 3 | 3.6 | $4.65 (ADE7816ACPZ) |
| 14 | ADE7880 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Fundamental Active, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Harmonic Distortion, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | No | No | Harmonic Monitoring, Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI | 2.97 | 3.63 | $6.79 (ADE7880ACPZ) | |
| 15 | ADE7953 | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil, Shunt | 0.1 | No | Yes | Waveform Sampling | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI, UART | 3 | 3.6 | $1.51 (ADE7953ACPZ) |
| 16 | ADE7878 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Fundamental Active, Fundamental Reactive, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | 0.1 | No | Yes | Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 3.7 | – | |
| 17 | ADE7868 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Harmonic Distortion, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | 0.1 | No | Yes | Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 2.4 | 3.7 | – |
| 18 | ADE7858 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | 0.1 | No | Yes | Waveform Sampling | CF Pulses, HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 2.4 | 3.7 | – |
| 19 | ADE7854 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | No | No | Waveform Sampling | CF Pulses, HSDC, Serial I2C, Serial SPI | 2.4 | 3.7 | – | |
| 20 | ADE5569 | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil, Shunt | 0.1 | Yes | No | Low Power, Watchdog Timer | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI, UART | 2.4 | 3.7 | – |
| 21 | ADE5169 | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Irms, Neutral Measurement, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil, Shunt | 0.1 | Yes | Yes | Single Phase | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI, UART | 2.4 | 3.7 | – |
| 22 | ADE7566 | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Vrms | Current Transformer, Shunt | Yes | No | Low Power, Watchdog Timer | CF Pulses, Serial I2C, Serial SPI, UART | 2.4 | 3.7 | – | |
| 23 | ADE7761B | Single Phase Energy Metering IC | Total Active Power | Current Transformer, Shunt | 0.1 | No | Yes | Fault Protected, Reverse Power Monitor | CF Pulses | 4.75 | 5.25 | – |
| 24 | ADE7757A | Single Phase Energy Metering IC | Total Active Power | Current Transformer, Shunt | 0.1 | No | No | Low Power, Reverse Power Monitor | CF Pulses | 4.75 | 5.25 | $1.21 (AD71056ARZ) |
| 25 | ADE7752A | Polyphase Energy Monitoring IC | Total Active Power | Current Transformer | 0.1 | No | No | – | CF Pulses | 5.25 | $4.48 (ADE7752AARZ) | |
| 26 | ADE7769 | Single Phase Energy Metering IC | Total Active Power | Current Transformer, Shunt | 0.1 | No | No | Low Power, Reverse Power Monitor | CF Pulses | 4.75 | 5.25 | – |
| 27 | ADE7768 | Single Phase Energy Metering IC | Total Active Power | Current Transformer, Shunt | 0.1 | No | No | Reverse Power Monitor | CF Pulses | 4.75 | 5.25 | – |
| 28 | ADE7763 | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil, Shunt | 0.1 | No | No | Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, Serial SPI | 4.75 | 5.25 | $1.66 (ADE7763ARSZ) |
| 29 | ADE7758 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil | No | No | Waveform Sampling | CF Pulses, Serial SPI | 4.75 | 5.25 | $6.68 (ADE7758ARWZ) | |
| 30 | ADE7753 | Single Phase Energy Metering IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Total Reactive Power, Vrms | Current Transformer, Rogowski Coil, Shunt | 0.1 | No | No | Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, Serial SPI | 4.75 | 5.25 | $1.91 (ADE7753ARSZ) |
| 31 | ADE7754 | Polyphase Energy Monitoring IC | Apparent Power, Irms, Total Active Power, Vrms | Current Transformer | 0.1 | No | No | Low Power | CF Pulses, Serial SPI | 4.75 | 5.25 | $5.78 (ADE7754ARZ) |
| 32 | ADE7751 | Polyphase Energy Monitoring IC | Total Active Power | Current Transformer, Shunt | No | No | Fault Protected, Reverse Power Monitor | CF Pulses | 4.75 | 5.25 | $1.69 (ADE7751ARSZ) | |
| 33 | ADE7759 | Polyphase Energy Monitoring IC | Total Active Power | Current Transformer, Rogowski Coil, Shunt | 0.1 | No | No | Low Power, Waveform Sampling | CF Pulses, Serial SPI | 4.75 | 5.25 | $2.05 (ADE7759ARSZ) |
| 34 | ADE7755 | Polyphase Energy Monitoring IC | Total Active Power | Current Transformer, Shunt | 0.1 | No | No | Low Power | CF Pulses | 4.75 | 5.25 | $1.60 (ADE7755ARSZ) |
1″>0.1
1″>0.1
2″>0.2
97″>2.97
1″>0.1
1″>0.1
4″>2.4
1″>0.1
1″>0.1
75″>4.75
1″>0.1
1″>0.1Борьба за «честный подсчет»: как защитить электросчетчик от взлома – Энергетика и промышленность России – № 05 (313) март 2017 года – WWW.EPRUSSIA.RU
Газета “Энергетика и промышленность России” | № 05 (313) март 2017 года
Поэтому с такими ворами энергетики ведут непрекращающуюся борьбу.Специалисты с сожалением отмечают, что в процессе своего развития и совершенствования приборы учета потребляемых энергоресурсов постоянно отстают от методов и способов хищения, многообразие которых обусловлено ростом тарифов, несовершенством законодательства и нормативной базы, а также изъянами в конструкции счетчиков.
Незащищенность таких приборов учета представляет серьезную проблему для энергоснабжающих компаний, которые практически одиноки в этой борьбе.
Способы хищения энергоресурсов разнообразны и зависят как от типа энергоресурса, так и от группы потребителей. Однако большинство экспертов сходятся в том, что практически все способы хищения энергоресурсов базируются на несовершенстве приборов учета. Существует огромное количество сайтов, где вам предложат различные методы обмана счетчика, однако люди должны понимать, что, идя на это, они нарушают закон.
Магниты и антимагниты
Как повлиять на работу счетчика с помощью внешних воздействий? Самый простой способ замедлить счетчик электроэнергии – это поднести к нему магнит. Но, конечно, не все так просто. В старых бытовых индукционных счетчиках для замера энергии применяется электромагнитная система, соответственно, внешнее магнитное поле может на нее повлиять. Так, при поднесении нормального магнита к задней стенке наблюдаются некоторое торможение диска, сильная вибрация, иногда заклинивание от нее.Как же с этим бороться? Один из вариантов – при приемке прибора учета в эксплуатацию установить на нем специальную антимагнитную наклейку. Данная наклейка представляет собой пластиковую двухслойную основу, в которую встроена специальная капсула, заполненная суспензией, реагирующей на воздействие магнитного поля свыше 100 мТл. При попытке сорвать пломбу верхний слой отслаивается и проявляется надпись «вскрыто», устранить которую путем возврата пломбы на место невозможно.
Есть и более хитрые способы. Так, на Северном Кавказе активно используют пломбы– индикаторы магнитного поля «антимагнит». Причем оснащение приборов учета такими пломбами позволяет не только выявить, но и доказать факт хищения энергоресурсов с применением магнита. Что представляет собой пломба – индикатор магнитного поля? Это наклейка на основе пломбировочного скотча, снабженная капсулой с магниточувствительной суспензией. Изначально индикатор имеет однородную массу в виде черной точки диаметром 1,5‑2 мм.
В случае даже кратковременного воздействия магнитным полем индикатор меняет свою структуру, рассыпаясь по всей капсуле, тем самым указывая на факт воздействия магнитным полем на прибор учета. Частицы суспензии реагируют на магнитное поле свыше 100 мТл. Каждая пломба-индикатор имеет индивидуальный порядковый номер. Ее невозможно временно удалить с корпуса, поскольку при снятии пломбы разрушается структура индикатора и появляется надпись о том, что устройство взломано.
Впрочем, современные электронные счетчики не реагируют на магнитное поле любой силы. Как же обманывают их?
Можно вспомнить, что некоторые умельцы занимаются изменением передаточного числа счетного механизма. Счетчик начинает недосчитывать часть потребленной электроэнергии в зависимости от количества убранных зубцов. Диск счетчика крутится как раньше, светодиоды моргают с той же частотой, а именно по этим данным проверяется счетчик.
«Жучок» в счетчике
Бывает, что для обмана счетчика используют метод, как в фильмах про шпионов: в счетчик ставят «жучок», который, правда, не подслушивает разговоры, а помогает владельцу воровать электроэнергию. Жучок устанавливается в укромном месте механизма электросчетчика. Алгоритм действия жучка прост: получить сигнал извне и полностью или частично остановить подсчет расходуемой электроэнергии. В случае геркона это поднесение небольшого магнита к корпусу электросчетчика. Жучок либо впаивается в разрыв катушки напряжения (для старых индукционных счетчиков), либо в цепь питания двигателя счетного механизма (для электронных счетчиков с механическим счетным механизмом, либо, например, в измерительные цепи датчиков тока для электронных счетчиков). Как отмечают специалисты по воровству электроэнергии, располагать устройство нужно на фоне металлических компонентов во фронтальной и боковой проекции, чтобы не видно было на рентгене. Далее счетчик несут на поверку, и если все сделано правильно, то на выходе получается опломбированный счетчик, но с «жучком».
Другим способом может быть шунтирование токовых цепей. Чтобы счетчик учитывал меньше электроэнергии, можно часть этой энергии пустить мимо его датчиков тока, то есть зашунтировать их. Старые советские однофазные и трехфазные счетчики имеют в своей конструкции токовые катушки, по которым идет весь ток. Поэтому шунтируются они толстым медным проводом. В современных электронных счетчиках установлены датчики тока. Они замеряют ток и передают уже слабый сигнал далее, в электронную схему. Этот сигнал и ослабляют жулики. Причем в этом варианте лучше установить сопротивление в разрыв слаботочной цепи датчика.
Если более внимательно ознакомиться с методами взлома счетчиков, то можно выяснить, что современный цифровой электросчетчик легко выводится из строя электрошокером. Достигается это сжиганием в результате воздействия высокого напряжения одной из трех обмоток напряжения. Важно, чтобы катушка сгорела быстро, без выделения большего количества дыма. Кроме того, можно влиять на процессор электронных электросчетчиков мощным радиоизлучением. Впрочем, этот метод для совсем рисковых воров электричества, ведь для получения нужного эффекта необходимо очень мощное поле, что вредно для бытовых радиоэлектронных приборов и здоровья людей. Также нельзя забывать, что такой источник радиоизлучения неизбежно будет создавать помехи радиосвязи.
Методы борьбы
Как отмечают специалисты, проблема хищений электроэнергии будет оставаться актуальной до тех пор, пока будет возрастать стоимость электроэнергии, снижаться платежеспособность потребителей и отсутствовать эффективная правовая база для привлечения расхитителей электроэнергии к ответственности. Для решения проблемы одновременно с техническими должны использоваться организационные мероприятия. С целью неотвратимого воздействия на расхитителей электроэнергии должны применяться административно-уголовные меры. Кроме того, всегда эффективны рейды по выявлению хищений, телефоны доверия, а также меры поощрения инспекторов за выявление фактов воровства электроэнергии, проведение ревизий и маркирование средств учета специальными знаками.
Также борьбе с хищениями электроэнергии в частном секторе может способствовать вынесение приборов учета за границы балансовой принадлежности потребителей, а также использование самонесущего изолированного провода (СИП) для исключения несанкционированного доступа к электросетям.Наиболее эффективной же организационной мерой по борьбе с хищениями электроэнергии большинство специалистов считают массовое внедрение автоматизированных систем учета электроэнергии (АСКУЭ), в которые будут объединены интеллектуальные приборы учета с возможностью хранения и передачи данных на основе технологии Smart Metering («умный учет»). Такие системы позволяют решать целый комплекс важных задач, включая удаленное снятие показаний с приборов учета, автоматическую фиксацию данных в определенный промежуток времени, выявление очагов потерь, а также мгновенное дистанционное ограничение в нагрузке или полное отключение от электроэнергии неплательщиков.
«Умные» счетчики позволяют хранить данные о потреблении в энергонезависимой памяти и транслировать их по каналам связи на удаленный сервер, расположенный в центре обработки данных. Такие приборы учета имеют защиту от физического вмешательства и сигнализируют о любых попытках несанкционированного вторжения в свою деятельность. За счет обширного функционала интеллектуальные системы служат эффективным инструментом для повышения платежной культуры потребителей и должны внедряться параллельно с комплексом технических мер для предупреждения и устранения фактов хищения электроэнергии.
Энергоэффективность технологии удаленного сбора показаний определяется несколькими базовыми составляющими, а именно наличием достаточно большого радиуса действия, максимально дешевой диспетчеризацией, простотой архитектуры сети с возможностью легкого подключения новых устройств и, конечно же, надежностью и помехозащищенностью. Счетчики со встроенным радиомодулем будут точно и своевременно передавать данные с каждой точки учета электроэнергии. А при наличии счетчиков старого образца возможна установка внешнего модема, который будет передавать показания напрямую на базовую станцию – без проводов и концентраторов.
Используя удобный интерфейс, управляющая компания сможет контролировать показания по каждой точке учета и в целом по присоединению.
Вопрос, как доказать хищение электроэнергии, отпадет сам собой из‑за наличия базы данных, в которой отражены объемы потребленной электроэнергии как в целом по присоединению, так и отдельно по каждому потребителю. При необходимости можно воспользоваться данными с внешних датчиков, установленных на ответвлениях к потребителям.
Краеугольным камнем в деле борьбы с расхитителями государственных и частных энергоресурсов является то, что при применении АСКУЭ совершенно прозрачно можно определить, какой объем электроэнергии был получен из сети для электроснабжения многоквартирного дома или садоводческого товарищества и по каким направлениями или собственникам он был распределен.
Помимо этого, автоматизация сбора показаний исключает риск недоучета электроэнергии или попытки сокрытия потребленной мощности путем недопуска к счетчику представителей управляющей компании.
Так что именно создание «умных сетей» позволит победить тех, кто пытается обмануть счетчики. Правда, возникнет другая проблема: как бороться с хакерами, которые обязательно захотят взломать «умную сеть»? Но это тема для другого разговора.
Счетчик цифровой DI FLOW для дизтоплива
Счетчик цифровой DI FLOW для дизтоплива
Цифоровой четчик DI FLOW для измерения дизельного топлива и учета ДТ, AdBlue,воды применяется только для измерений, проводимых в некоммерческих целях.
Контролю подвергается объем израсходованного и перекаченного топлива прибор функционирует в сфере раздачи материалов для дизелей, а также масел, обладающих плотностью не более SAE-140. Отличительная особенность модели – высочайшая плотность измерений, которая соблюдается при различных потоках жидкости (предел – не более150 л/мин), имеет высокий срок службы.
Устройство относится к классу шестеренчатых и обладает погрешностью не более, чем 1%.
50 бар – предельное значение рабочего давления счетчика, при котором он может успешно и бесперебойно функционировать. Температурные значения при этом должны быть не ниже -10 и не более +60 градусов.
Основные характеристики:
- погрешность: +/- 0,5%;
- максимальное давление: 3,5 бар;
- регистр (сбрасываемый): 5 рядный;
- регистр основной (не сбрасываемый): 5+3 рядный;
- индикатор низкого заряда батареи: да;
- выход: справа, слева;
- материал корпуса: PA 66;
- материал турбины: POM;
- разрешенные жидкости: дизель, мочевина, вода;
- запрещенные жидкости: газ, алкоголь, бензин;
- уровень шума (дБ): < 75;
- размер, мм: 130х130х80.
| Топливораздаточные пистолеты и счетчики | |
| Производительность 6 | от 10 л/мин до 150 л/мин |
| Вес 6 | 0,25 кг. |
| Соединение на выходе продукта | 1″ |
| Диаметр выходного сопла | |
| Вид топлива | для дизеля, мочевины, воды |
| Производитель 6 | Adam Pumps |
Счетчик получит мозги
23.09.2020
За качеством электроэнергии можно будет следить онлайн.
В июне этого года правительство РФ утвердило Энергетическую стратегию до 2035 года.
Фото: iStock
Одной из главных ее задач заявлена цифровая трансформация отраслей топливно-энергетического комплекса, включая стимулирование научно-технологического потенциала, а также создание и освоение передовых технологий.
В электроэнергетике, нефтегазовом комплексе и угольной промышленности планируется масштабировать наилучшие практики внедрения цифровых технологий и отраслевых платформенных решений.
Как пояснил глава минэнерго Александр Новак, ключевые участники рынка сходятся в том, что без прорывных технологий ни в одном традиционном сегменте промышленности невозможно оставаться лидером.
«В российском ТЭК уже сформирован необходимый задел для развития технологий. В нефтегазовой и угольной отраслях реализуются масштабные перспективные проекты по высокотехнологичной добыче и транспортировке сырья, в электроэнергетике — по внедрению технологий для генерации, в том числе малой, и развитию электросетевого комплекса», — отметил он.
Для развития отечественных высокотехнологичных, в том числе цифровых, решений уже не первый год на уровне государства формируется ряд инициатив, рассказал министр. В 2018 году была завершена реализация «дорожной карты» по внедрению инновационных технологий и современных материалов. Одним из ее итогов стал отбор национальных проектов, находящихся в высокой степени технологической зрелости и способных дать значительный экономический эффект. В результате статус национальных получило 20 проектов, которые сегодня находятся в стадии исполнения.
Кроме того, Минэнерго России продолжает работу по направлению «Энерджинет» Национальной технологической инициативы, нацеленной на развитие сервисов интеллектуальной энергетики. Цифровые модели уже подтвердили свою эффективность в период коронакризисных ограничений.
Как считает заместитель министра энергетики РФ Евгений Грабчак, высокая надежность работы электроэнергетики в условиях пандемии стала еще одним подтверждением важности мероприятий по цифровизации отрасли, прежде всего в области дистанционных средств коммуникации, функционирования и управления.
«Наличие цифровых каналов передачи данных, средств их верификации, обработки и аналитики позволяет видеть объективную картину как в электроэнергетике, так и в других отраслях, что обеспечивает оперативность и своевременность принимаемых решений», — подчеркнул он.
Благодаря «умным» счетчикам энергетики теперь могут быстро получать данные о потреблении электроэнергии и определять очаги потерь Первые шаги на пути массовой «интеллектуализации» системы потребления электроэнергии были сделаны уже этим летом, когда в соответствии с законом об интеллектуальных системах учета электрической энергии с 1 июля 2020 года ответственность за организацию учета электрической энергии перешла от потребителей к гарантирующим поставщикам и сетевым компаниям. Начиная с января 2022 года устанавливаемые ими приборы учета в обязательном порядке должны быть включены в интеллектуальную систему учета электрической энергии.
«Внедрение интеллектуальных систем учета электроэнергии станет основой для дальнейшего развития электроэнергетической отрасли и возможности перехода на новый уровень внедрения технологий, повышения качества обслуживания потребителей и принципиально новому подходу в принятии решений», — рассказал замминистра энергетики РФ Юрий Маневич.
По его словам, все это создаст условия для формирования «интеллектуальной сети» и цифровизации отрасли, позволит минимизировать риск неэффективных инвестиций, обеспечит возможность более легкой интеграции возобновляемых источников генерации и микрогенерации в существующую систему электроснабжения. Будут созданы и новые сервисы для потребителей, в числе которых расширенное тарифное меню, дистанционный сбор показаний, фиксация отключений, наблюдение в онлайн-режиме за качеством электроэнергии и выявление неполадкок в работе сети.
Элементы новой системы уже внедряются на энергообъектах страны. Так, на днях в Республике Татарстан открылась после реконструкции подстанция 220 кВ «Зеленодольская» имени 100-летия ТАССР. Особенностью ее модернизации стал ввод в работу системы дистанционного управления первичным оборудованием и впервые в России — функциями устройств релейной защиты и автоматики (РЗА). В результате «Зеленодольская» стала одной из самых современных подстанций в российском электросетевом комплексе.
Как отметил директор филиала АО «СО ЕЭС» РДУ Татарстана Андрей Большаков, реализация проектов дистанционного управления оборудованием и устройствами РЗА стала важным шагом в решении задач, определенных в Энергетической стратегии, среди которых переход оперативно-диспетчерского управления на 100-процентное автоматическое дистанционное управление режимами работы ЕЭС России.
«Внедрение автоматизированного дистанционного управления повышает надежность работы и качество управления электроэнергетическим режимом энергосистемы за счет значительного сокращения времени на производство оперативных переключений. А также уменьшения объема оперативных переговоров, снижения риска ошибочных действий диспетчерского и оперативного персонала, увеличения скорости реализации управляющих воздействий по изменению топологии электрической сети, сокращения сроков ликвидации технологических нарушений», — подчеркнул Андрей Большаков.
В масштабах страны уже сформированы кластеры для отработки технологий Smart Grid. Проекты построения цифровых районов электрических сетей реализуются в регионах обслуживания «Россети Центр», «Россети Янтарь» и «Россети Северо-Запад», а также в зоне ответственности «Россети Центр и Приволжье».
«Пользу цифровой трансформации в первую очередь ощутят потребители, — отметил директор Кировского филиала «Россети Центр и Приволжье» Владимир Колесников. — Цифровой РЭС не только улучшит качество электроснабжения, но и даст возможность оперативно реагировать на любые аварийные ситуации, не допуская длительного ограничения подачи электроэнергии жителям района».
Работа по созданию цифровых РЭС проводится в соответствии с концепцией «Цифровая трансформация 2030», принятой в группе «Россети». На сегодня уже получен серьезный практический эффект. Например, если в 2016 г. до начала проекта в Мамоновском РЭС («Россети Янтарь») среднее время восстановления электроснабжения составляло 5,5 часа, то сейчас — около 1 часа, а потери электроэнергии сократились в 2,5 раза.
К концу 2020 года общее число цифровых РЭС в группе «Россети» вырастет до 38 с учетом реализованных ранее «пилотов».
Уже сегодня цифровизация отрасли позволяет экономить значительные ресурсы. Так, в «Чувашэнерго» подсчитали, что за счет энергосбережения и повышения энергоэффективности в рамках программы цифровой трансформации за 7 месяцев этого года суммарный эффект составил 6,2 миллиона киловатт-часов. В рамках концепции цифровой трансформации энергетики филиала «Чувашэнерго» оснащают населенные пункты в зоне своей операционной ответственности интеллектуальными приборами учета электроэнергии. «Умные» счетчики позволяют получать сведения о потреблении электроэнергии дистанционно, освобождают потребителя от рутинной обязанности по передаче показаний поставщику электрической энергии, обеспечивают защиту от неумышленного или намеренного искажения показаний. Энергетики теперь могут быстро получать данные о потреблении электроэнергии и определять очаги потерь. До конца этого года планируется смонтировать более 29 тысяч «умных» счетчиков для потребителей Чувашии.
Использование передовых цифровых технологий в энергетической отрасли уже сегодня позволяет получить системный результат за счет построения на их базе более эффективных моделей управления технологическими процессами объектов электроэнергетики и ЕЭС России в целом.
Автор: Юлия Квитко.
Источник: Российская газета
Электронный счетчик электроэнергии: характеристики и определение показателей
На чтение 6 мин. Просмотров 223 Опубликовано Обновлено
Для контроля затрат электричества в квартирах многоэтажек используется электронный счетчик электроэнергии. Подключение цифрового прибора осуществляется через общий трансформатор. В процессе работы счетчик постоянно измеряет мощность заданного участка сети и выводит ее величину в удобочитаемом виде.
Конструкция и принцип работы
Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллераИзмерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:
Через оптический порт можно запрограммировать цифровой счетчик.
Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.
Основные характеристики цифровых счетчиков
На территории РФ приборы начали применять с момента приватизации энергетической отрасли и подорожания электричества. Электронные устройства обладают рядом положительных характеристик:
- точность показаний при быстрой перемене напряжения или его снижении;
- учет электроэнергии по нескольким тарифам;
- подсчет различных типов энергии с помощью одного аппарата;
- одновременно замеряется мощность, количество и качество энергоресурсов;
- хранение данных в памяти и наличие к ним пользовательского доступа;
- предотвращение несанкционированного доступа и хищения электричества;
- дистанционное снятие показаний и предварительный подсчет потерь;
- совместимость с автоматическими сервисами коммерческого учета электроэнергии.
Прибор не могут взломать злоумышленники и подключиться к нему для кражи электричества. Интервал проверки изделия составляет 16 лет.
Отличия электронных счетчиков от индукционных
Устройство индукционного счетчика электроэнергииИндукционные модели работают по принципу создания электромагнитного поля в катушке и его взаимодействия с токопроводящим диском. Однофазный аппарат подключается к катушке-сети переменного тока параллельно. Магнитные потоки и вихревые токи взаимодействуют между собой только в диске.
Индукционный счетчик будет функционировать нормально при фазовом сдвиге в 90 градусов. Энергозатраты зависят от интенсивности вращения диска, которая соответствует мощности потребления.
Принцип работы эл счетчика основывается на подсчетах мощности активного и реактивного типа. Это позволяет точно подсчитывать энергозатраты, если в помещении трехфазный тип подключения.
Индукционные модели считают расход по единому тарифу, цифровые приборы отслеживают параметры в зависимости от времени суток. Точность измерения нового счетчика – 1-й категории, традиционные выпускаются с классом точности 2,5.
По сравнению с индукционным цифровой счетчик на собственные нужды затрачивает минимум энергоресурсов. Традиционные устройства нельзя поставить снаружи, а электронные могут работать в условиях мороза, защищены от воздействия влаги и пыли.
Надежность показаний и необходимость ремонта
Качественный цифровой электросчетчик отличается высокой точностью. Проверить параметры без нарушения целостности корпуса и пломб можно так:
- После прекращения подачи напряжения индикатор останавливается. Если учет продолжается – устройство неисправно.
- Счетчик всегда жужжит при работе, о неполадках свидетельствует самоход.
- Показания искажаются при отключении всех бытовых приборов. Обязательно проверяется наличие самохода.
Тестирования лучше производить ночью, в условиях минимальной нагрузки на электросеть. Если самохода нет, импульсы индикатора отсутствуют на протяжении 15 минут. Импульс, возникший, когда подключение не произведено, означает поломку.
Заниматься ремонтом цифрового счетчика должны только сотрудники компании энергосбережения. Пользователь обращается в инстанцию для получения разрешения на проверку и замену аппарата.
Обозначение показателей цифрового счетчика
На основании данных электронного счетчика определяется несколько показаний:
- Энергозатраты за конкретный временной период.
Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации; - Подключение бытовой техники и освещения в определенный момент. Устанавливается по загоранию/выключению светового индикатора.
- Параметры мощности, величины проходящего тока, процессы перегрузки сети и счетчика.
Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации;Цифровые приборы можно запрограммировать на дневную и ночную тарификацию. Для этого достаточно выбрать время подсчета.
Критерии подбора
Один из критериев выбора электросчетчика — количество тарифовПеред покупкой устройства стоит обращать внимание на ряд параметров:
- Допустимая величина тока. Цифровые модели рассчитаны на ток 5-60А, что подходит для квартир и частных домов.
- Дата проверки. На трехфазном счетчике должна находится пломба не старше 1 года.
- Количество пломб. Первое опломбирование делают государственные органы – отметку проставляют на кожухе. Вторая пломба на зажимной крышке – от предприятия энергоснабжения.
- Опционал. Чем больше функций, тем дороже счетчик. Но внутренний тарификатор создает график нагрузки, а в журнале событий отмечается повышение и понижение напряжения в каждой фазе.
- Обслуживание и гарантии. Качественные модели имеют большой гарантийный период. Сервисный центр бренда есть в городе покупателя.
- Интервал проверки. Оптимально – от 10 до 16 лет.
- Интеграция с АСКУЭ. Показания автоматически передаются провайдеру.
- Фазность. Информация указывается на табло. Однофазный аппарат имеет маркировку 220 или 230 В, трехфазный – 220/380 В или 230/400 В.
- Количество тарифов. Двухтарифная схема исключает переплаты за электричество в ночное время.
- Способ монтажа. Цифровой аппарат крепится на винтах (корпус S или Ш) или дин-рейках (корпус R или P).
Продавец обязан поставить печать на приборе и записать его стартовые показания.
Список лучших аппаратов учета
Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.
Меркурий 201.8
Прочный бюджетный прибор с разрешением ЖК-экрана 7 разряда и классом точности 1. Рассчитан на сеть с напряжением 220-230 В и силой тока 5-80 А. Исправно работает в условиях жары и мороза при влажности до 90 %. Оснащен:
- модульным корпусом;
- измерительным токовым конвертером;
- винтовыми клеммами;
- светодиодной подсветкой зоны показаний.
Эксплуатационный срок модели – 30 лет, ревизионный – 16 лет.
Нева М. Т.123
Аппарат с рабочим напряжением 230 В и номинальным током 5 А. Гарантия изготовителя – 30 лет. Предназначен для измерения:
- частоты напряжения в сети;
- активной мощности электролинии;
- показателей токового напряжения и силы.
Модель имеет 1 класс точности, может устанавливаться в офисах, домах, торговых залах и квартирах.
Энергомера CE102M S7 145-JV
Класс точности модели – 1. Она не подвергается климатическим, электромагнитным и механическим повреждениям. Устройство рассчитано на силу тока 5-60 А, рабочее напряжение 220-230 В. Может работать без сбоев при температуре от -45 до +70 градусов и влажности 98 %. Дополнительные возможности:
- шпунт;
- память энергонезависимого типа;
- интерфейсы связи;
- пользовательское перепрограммирование;
- вывод данных за нужный период времени;
- снятие информации без напряжения.
В память счетчика нельзя внести корректировки.
СчетчикиЭлектронные счетчики – это современные учетные аппараты с широкими функциональными возможностями. Они гарантируют точность измерений, отличаются надежностью и стойкостью к внешним воздействиям.
в цифровой логике – GeeksforGeeks
Согласно Википедии, в цифровой логике и вычислениях счетчик C ounter – это устройство, которое хранит (а иногда и отображает) количество раз, когда происходило конкретное событие или процесс, часто в отношение к тактовому сигналу.
Счетчики используются в цифровой электронике для подсчета, они могут подсчитывать конкретные события, происходящие в цепи. Например, в счетчике UP счетчик увеличивает счет для каждого фронта тактового сигнала.Не только счет, счетчик может следовать определенной последовательности, основанной на нашем дизайне, как любая случайная последовательность 0,1,3,2…. Они также могут быть созданы с помощью триггеров.
Классификация счетчиков
Счетчики в целом делятся на две категории
- Асинхронный счетчик
- Синхронный счетчик
1. Асинхронный счетчик
В асинхронных счетчиках мы не используем универсальные часы, только первый триггер управляется основными часами, а вход тактового сигнала остальных следующих триггеров управляется выходом предыдущих триггеров.Мы можем понять это по следующей диаграмме:
Из временной диаграммы видно, что Q0 изменяется, как только встречается передний фронт тактового импульса, Q1 изменяется, когда встречается передний фронт Q0 (потому что Q0 подобен тактовому импульсу. для второго шлепанца) и так далее. Таким образом, пульсации генерируются через Q0, Q1, Q2, Q3, поэтому его также называют счетчиком RIPPLE.
2. Синхронный счетчик
В отличие от асинхронного счетчика, синхронный счетчик имеет один глобальный тактовый сигнал, который управляет каждым триггером, поэтому выходной сигнал изменяется параллельно.Одним из преимуществ синхронного счетчика перед асинхронным счетчиком является то, что он может работать на более высокой частоте, чем асинхронный счетчик, поскольку он не имеет кумулятивной задержки из-за того, что одинаковые часы даны каждому триггеру.
Схема синхронного счетчика
Временная диаграмма синхронного счетчика
Из принципиальной схемы видно, что бит Q0 отвечает на каждый спад тактового сигнала, в то время как Q1 зависит от Q0, Q2 зависит от Q1 и Q0, Q3 зависит от Q2, Q1 и Q0.
Десятилетний счетчик
Десятилетний счетчик считает десять различных состояний, а затем сбрасывается в исходные состояния. Простой счетчик декад будет считать от 0 до 9, но мы также можем сделать счетчики декад, которые могут проходить через любые десять состояний от 0 до 15 (для 4-битного счетчика).
| Тактовый импульс | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 10 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Таблица истинности для простого декадного счетчика
Принципиальная схема декадного счетчика
Из принципиальной схемы видно, что мы имеем использовали вентиль nand для Q3 и Q1 и подавали его для очистки входной строки, потому что двоичное представление 10 –
1010
И мы видим, что Q3 и Q1 здесь равны 1, если мы дадим NAND этих двух битов для очистки входа, тогда счетчик прояснись в 10 и снова начни с начала.
Важный момент : Количество триггеров, используемых в счетчике, всегда больше, чем равно ( log 2 n ), где n = количество состояний в счетчике.
Некоторые предыдущие годы контрольные вопросы по счетчикам
Q1. Рассмотрим частичную реализацию 2-битного счетчика с использованием T триггеров, следующих в последовательности 0-2-3-1-0, как показано ниже
Для завершения схемы вход X должен быть
(A) Q2?
(B) Q2 + Q1
(C) (Q1? Q2) ’
(D) Q1? Q2 (GATE-CS-2004)
Решение:
Из схемы мы видим
T1 = XQ1 ‘+ X’Q1 —- (1)
AND
T2 = (Q2? Q1)’ – – (2)
И ЖЕЛАТЕЛЬНЫЙ ВЫХОД 00-> 10-> 11-> 01-> 00
SO X ДОЛЖЕН БЫТЬ Q1Q2 ‘+ Q1’Q2 УДОВЛЕТВОРЕНИЕ 1 И 2.
ТАК ANS IS (D) ЧАСТЬ.
2 кв. Функции управляющего сигнала 4-битного двоичного счетчика приведены ниже (где X означает «безразлично»).
Счетчик подключается следующим образом:
Предположим, что задержки счетчика и затвора незначительны. . Если счетчик начинается с 0, он проходит следующую последовательность:
(A) 0,3,4
(B) 0,3,4,5
(C) 0, 1,2,3,4
(D) 0,1,2,3,4,5 (GATE-CS-2007)
Решение:
Первоначально A1 A2 A3 A4 = 0000
Clr = A1 и A3
Итак, когда A1 и A3 оба равны 1, он снова переходит к 0000
Следовательно, 0000 (init.) -> 0001 (A1 и A3 = 0) -> 0010 (A1 и A3 = 0) -> 0011 (A1 и A3 = 0) -> 0100 ( A1 и A3 = 1 ) [четкое условие выполнено] -> 0000 (начальный), поэтому он проходит через 0-> 1-> 2-> 3-> 4
Ans является (C) частью.
Викторина по цифровой логике
Статья предоставлена Ануджем Батамом, Пожалуйста, напишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное или хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсужденной выше
Внимание читатель! Не прекращайте учиться сейчас.
Получите все важные концепции теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по приемлемой для студентов цене и будьте готовы к работе в отрасли.
Цифровые счетчики
- Изучив этот раздел, вы должны уметь:
- Понимать работу схем цифрового счетчика и может:
- Опишите действие асинхронных (пульсационных) счетчиков с помощью триггеров типа D.
- • Вверх счетчики.
- • Обратные стойки.
- • Частотное деление.
- Понять работу синхронных счетчиков.
- Опишите общие функции управления, используемые в синхронных счетчиках.
- • Счетчики BCD.
- • Управление вверх / вниз.
- • Включить / выключить.
- • Предустановка и очистка.
- Используйте программное обеспечение для моделирования работы счетчика.
Рис. 5.6.1 Четырехбитный асинхронный счетчик с повышением частоты
Рис. 5.6.2 Формы сигналов четырехбитного асинхронного повышающего счетчика
Асинхронные счетчики.
Счетчики, состоящие из нескольких триггеров, подсчитывают поток импульсов, подаваемых на вход CK счетчика. Выход представляет собой двоичное значение, значение которого равно количеству импульсов, полученных на входе CK.
Каждый выход представляет один бит выходного слова, которое в 74 серийных ИС счетчика обычно имеет длину 4 бита, а размер выходного слова зависит от количества триггеров, составляющих счетчик.Выходные строки 4-битного счетчика представляют значения 2 0 , 2 1 , 2 2 и 2 3 или 1,2,4 и 8 соответственно. Обычно они отображаются на схематических диаграммах в обратном порядке, с наименее значимым битом слева, это позволяет схематической диаграмме показать схему в соответствии с соглашением, согласно которому сигналы проходят слева направо, поэтому в этом случае вход CK слева.
Четырехбитный асинхронный счетчик с повышением частоты
Рис.5.6.1 показан 4-битный асинхронный восходящий счетчик, построенный из четырех триггеров типа D с положительным фронтом, подключенных в режиме переключения. Тактовые импульсы подаются на вход CK FF0, выход которого Q 0 обеспечивает выход 2 0 для FF1 после одного импульса CK.
Нарастающий фронт выхода Q каждого триггера запускает вход CK следующего триггера на половине частоты импульсов CK, подаваемых на его вход.
Выходы Q затем представляют собой четырехбитовый двоичный счет с Q 0 до Q 3 , представляющим от 2 0 (1) до 2 3 (8) соответственно.
Предполагая, что четыре выхода Q изначально имеют значение 0000, нарастающий фронт первого примененного импульса CK приведет к тому, что выход Q 0 перейдет в логическую 1, а следующий импульс CK вернет выход Q 0 в логическое состояние. 0, и при этом Q 0 перейдет с 0 на 1.
По мере того, как Q 0 (и вход CK FF1 становится высоким), это теперь сделает Q 1 высоким, что указывает на значение 2 1 (2 10 ) на выходах Q.
Следующий (третий) импульс CK заставит Q 0 снова перейти к логической 1, поэтому оба Q 0 и Q 1 теперь будут иметь высокий уровень, что делает 4-битный выход 1100 2 (3 10 с учетом того, что Q 0 является младшим значащим битом).
Четвертый импульс CK заставит Q 0 и Q 1 вернуться к 0, и поскольку Q 1 в это время перейдет в высокий уровень, это переключит FF2, сделав Q 2 высоким и указав 0010 2 (4 10 ) на выходах.
При чтении выходного слова справа налево выходы Q продолжают представлять двоичное число, равное количеству входных импульсов, полученных на входе CK FF0.
Поскольку это четырехступенчатый счетчик, триггеры будут продолжать переключаться последовательно, и четыре выхода Q будут выводить последовательность двоичных значений от 0000 2 до 1111 2 (от 0 до 15 10 ) перед выходной сигнал возвращается к 0000 2 и снова начинает отсчет, как показано на диаграммах на рис.6.2.
Рис. 5.6.3 Четырехбитный асинхронный счетчик с понижением частоты
Четырехбитный асинхронный счетчик с обратным ходом
Чтобы вместо этого преобразовать счетчик вверх на рис. 5.6.1 в ВНИЗ, достаточно просто изменить соединения между триггерами. Принимая обе выходные линии и импульс CK для следующего триггера в последовательности от выхода Q, как показано на рис. 5.6.3, счетчик, запускаемый положительным фронтом, будет вести обратный отсчет от 1111 2 до 0000 2 .
Хотя могут быть построены как повышающие, так и понижающие счетчики с использованием асинхронного метода распространения тактовых импульсов, они не широко используются в качестве счетчиков, поскольку становятся ненадежными при высоких тактовых частотах или когда большое количество триггеров соединено вместе, чтобы дать большие числа из-за эффекта пульсации часов.
Рис. 5.6.4 Детали временной диаграммы, показывающие пульсацию часов
Clock Ripple
(Пульсация часов)Эффект пульсации часов в асинхронных счетчиках показан на рис. 5.6.4, который представляет собой увеличенную часть (импульс 8) на рис. 5.6.2.
На рис. 5.6.4 показано, как задержки распространения, создаваемые затворами в каждом триггере (обозначены синими вертикальными линиями), складываются по ряду триггеров, чтобы сформировать значительную задержку между временем, когда выходной сигнал изменяется в первом триггере (младший значащий бит) и последнем триггере (старший значащий бит).
Поскольку каждый из выходов Q 0 – Q 3 изменяется в разное время, возникает ряд различных состояний выхода, поскольку любой конкретный тактовый импульс вызывает появление нового значения на выходах.
Например, при импульсе 8 CK выходы Q 0 до Q 3 должны измениться с 1110 2 (7 10 ) на 0001 2 (8 10 ), однако, что происходит на самом деле (чтение вертикальные столбцы единиц и нулей на рис. 5.6.4) означает, что выходные значения изменяются в течение периода примерно от 400 до 700 нс в следующей последовательности:
- 1110 2 = 7 10
- 0110 2 = 6 10
- 0010 2 = 4 10
- 0000 2 = 0 10
- 0001 2 = 8 10
При импульсах CK, отличных от импульса 8, конечно, будут возникать разные последовательности, поэтому будут периоды, поскольку изменение значения колеблется в цепочке триггеров, когда неожиданные значения появляются на выходах Q на очень короткое время .Однако это может вызвать проблемы, когда нужно выбрать конкретное двоичное значение, как в случае десятичного счетчика, который должен отсчитывать от 0000 2 до 1001 2 (9 10 ), а затем сбрасывать на 0000 2 по счету 1010 2 (10 10 ).
Эти кратковременные логические значения также вызовут серию очень коротких всплесков на выходах Q, поскольку задержка распространения одного триггера составляет всего от 100 до 150 нс. Эти выбросы называются «кратковременными выбросами», и хотя они не могут каждый раз достигать полного значения логической единицы, а также могут вызывать ложное срабатывание счетчика, их также следует рассматривать как возможную причину помех для других частей схемы.
Хотя эта проблема не позволяет использовать схему в качестве надежного счетчика, она все же полезна как простой и эффективный делитель частоты, где высокочастотный генератор обеспечивает входной сигнал, а каждый триггер в цепи делит частоту на два.
Счетчики синхронные
Синхронный счетчик обеспечивает более надежную схему для целей подсчета и для высокоскоростной работы, поскольку тактовые импульсы в этой схеме подаются на все триггеры в цепи в одно и то же время.
В синхронных счетчиках используются триггеры JK, поскольку программируемые входы J и K позволяют включать и отключать отдельные триггеры на различных этапах счета. Таким образом, синхронные счетчики устраняют проблему пульсаций часов, поскольку работа схемы синхронизируется с импульсами CK, а не с выходами триггеров.
Синхронный счетчик вверх
Рис. 5.6.5 Подключение синхронных часов
На рис. 5.6.5 показано, как тактовые импульсы применяются в синхронном счетчике.Обратите внимание, что вход CK применяется ко всем триггерам параллельно. Следовательно, поскольку все триггеры получают тактовый импульс в один и тот же момент, необходимо использовать какой-то метод, чтобы предотвратить одновременное изменение состояния всех триггеров. Это, конечно, приведет к тому, что выходы счетчика будут просто переключаться со всех единиц на все нули и обратно с каждым тактовым импульсом.
Однако с триггерами JK, когда оба входа J и K представляют собой логическую 1, выход переключается при каждом импульсе CK, но когда J и K оба равны логическому 0, никаких изменений не происходит.
Рис. 5.6.6 Первые две ступени синхронного счетчика
На рис. 5.6.6 показаны две ступени синхронного счетчика. Двоичный выход берется с Q выходов триггеров. Обратите внимание, что на FF0 входы J и K постоянно подключены к логической 1, поэтому Q 0 будет изменять состояние (переключаться) при каждом тактовом импульсе. Это обеспечивает счет «единиц» для наименее значимого бита.
На FF1 входы J1 и K1 оба подключены к Q 0 , так что выход FF1 будет в режиме переключения только тогда, когда Q 0 также находится на логической 1.Поскольку это происходит только с чередующимися тактовыми импульсами, Q 1 будет переключать только четные тактовые импульсы, давая счет «двойки» на выходе Q 1 .
В таблице 5.6.1 показано это действие, где можно увидеть, что Q 1 переключает тактовый импульс только тогда, когда J1 и K1 имеют высокий уровень, давая двухбитный двоичный счет на выходах Q (где Q 0 – это младший бит).
Однако при добавлении третьего триггера к счетчику прямое подключение от J и K к предыдущему выходу Q 1 не даст правильного счета.Поскольку Q 1 имеет высокий уровень при счете 2 10 , это будет означать, что FF2 будет переключаться на тактовый импульс три, поскольку J2 и K2 будут иметь высокий уровень. Следовательно, тактовый импульс 3 даст двоичный счет 111 2 или 7 10 вместо 4 10 .
Рис. 5.6.7 Добавление третьей ступени
Чтобы предотвратить эту проблему, используется логический элемент И, как показано на рис. 5.6.7, чтобы гарантировать, что J2 и K2 имеют высокий уровень только тогда, когда оба Q 0 и Q 1 находятся на логической 1 (т.е.е. при счете три). Только когда выходы находятся в этом состоянии, следующий тактовый импульс переключит Q 2 на логическую 1. Выходы Q 0 и Q 1 , конечно, вернутся к логическому 0 для этого импульса, таким образом, будет получен счет 001. 2 или 4 10 (где Q 0 является младшим значащим битом).
Рис. 5.6.8 Четырехбитный синхронный счетчик с повышением частоты
На рис. 5.6.8 показано дополнительное стробирование для четырехступенчатого синхронного счетчика. Здесь FF3 переводится в режим переключения, делая J3 и K3 логической 1, только когда Q 0 Q 1 и Q 2 все находятся на логической 1.
Q 3 , следовательно, не переключится в свое высокое состояние до восьмого тактового импульса и будет оставаться на высоком уровне до шестнадцатого тактового импульса. После этого импульса все выходы Q вернутся к нулю.
Обратите внимание, что для работы этой базовой формы синхронного счетчика все входы PR и CLR также должны быть на логической 1 (их неактивное состояние), как показано на рис. 5.6.8.
Синхронный обратный счетчик
Преобразование синхронного счетчика вверх в обратный отсчет – это просто вопрос обратного отсчета.
Если все единицы и нули в последовательности от 0 до 15 10 , показанной в Таблице 5.6.2, дополнены (показано розовым фоном), последовательность станет от 15 10 до 0.
Рис. 5.6.9 Четырехбитный синхронный счетчик с понижением частоты
Цепь обратного счетчика
Поскольку каждый выход Q на триггерах JK имеет дополнение на Q, все, что необходимо для преобразования повышающего счетчика на рис. 5.6.8 в понижающий счетчик, показанного на рис. 5.6.9, – это использовать входы JK для FF1. с выхода Q FF0 вместо выхода Q.Теперь вентиль TC2 принимает входные данные от выходов Q FF0 и FF1, а TC3 также принимает входные данные с выхода Q FF2.
Рис. Рис. 5.6.10 Четырехразрядный синхронный повышающий / понижающий счетчик
Верхний / нижний счетчик
На рис. 5.6.10 показано, как один вход, называемый (ВВЕРХ / ВНИЗ), может использоваться для увеличения или уменьшения одного счета счетчика в зависимости от логического состояния входа ВВЕРХ / ВНИЗ.
Каждая группа вентилей между последовательными триггерами на самом деле является модифицированной схемой выбора данных, описанной в Комбинационном логическом модуле 4.2, но в этой версии используется комбинация И / ИЛИ, а не схема логического элемента И-НЕ, эквивалентная ДеМоргану. Это необходимо для обеспечения правильного логического состояния для следующего селектора данных.
Выходы Q и Q триггеров FF0, FF1 и FF2 подключены к тому, что фактически является входами данных A и B селекторов данных. Если на управляющем входе логическая 1, то импульс CK на следующий триггер подается с выхода Q, что делает счетчик UP-счетчиком, но если управляющий вход равен 0, то импульсы CK подаются с Q и счетчик ВНИЗ счетчик.
Рис. 5.6.11 Четырехразрядный счетчик вверх BCD
Синхронный счетчик увеличения BCD
Типичное использование входов CLR проиллюстрировано счетчиком BCD на рис. 5.6.11. Выходы счетчика Q 1 и Q 3 подключены к входам логического элемента И-НЕ, выход которого поступает на входы CLR всех четырех триггеров.
Когда Q 1 и Q 3 оба находятся на уровне логической 1, выходная клемма логического элемента И-НЕ обнаружения предела (LD1) станет логическим 0 и сбросит все выходы триггеров на логический 0.
Поскольку в первый раз Q 1 и Q 3 оба находятся в логической 1 во время от 0 до 15, 10 счетчик равен десяти (1010 2 ), это приведет к тому, что счетчик будет отсчитывать от 0 на 9 10 , а затем сбросить на 0, пропуская 10 10 до 15 10 .
Таким образом, схема представляет собой счетчик BCD , 8421, , чрезвычайно полезное устройство для управления числовыми дисплеями через декодер BCD на 7 сегментов и т. Д. Однако путем перепроектирования системы стробирования для создания логического 0 на входах CLR для другого максимума значение, может быть достигнуто любое количество, кроме от 0 до 15.
Если у вас уже есть симулятор, такой как Logisim, установленный на вашем компьютере, почему бы не попробовать, например, создать восьмеричный счетчик вверх.
Рис. 5.6.12 Входы и выходы ИС счетчика
Входы и выходы ИС счетчика
Хотя синхронные счетчики могут быть построены из отдельных триггеров JK, во многих схемах они будут встроены в специализированные микросхемы счетчиков или в другие крупномасштабные интегральные схемы (LSIC).
Для многих приложений счетчики, содержащиеся в ИС, имеют дополнительные входы и выходы, добавленные для увеличения универсальности счетчиков.Различия между многими коммерческими ИС счетчиков в основном заключаются в различных предлагаемых возможностях ввода и вывода. Некоторые из них описаны ниже. Обратите внимание, что многие из этих входов имеют низкий активный уровень; это происходит из-за того, что в более ранних устройствах TTL любой неподключенный вход будет плавать до логической 1 и, следовательно, станет неактивным. Однако оставлять входы неподключенными не является хорошей практикой, особенно входы CMOS, которые плавают между логическими состояниями и могут быть легко активированы в любое допустимое логическое состояние из-за случайного шума в цепи, поэтому ЛЮБОЙ неиспользуемый вход должен быть постоянно подключен к его неактивной логике.
состояние.
Разрешить входы
Рис. 5.6.13 Синхронный счетчик с повышением частоты с входами разрешения и сброса счетчика
ВходыENABLE (EN) на микросхемах счетчиков могут иметь несколько разных имен, например Chip Enable (CE), Count Enable (CTEN), Output Enable (ON) и т. Д., Каждая из которых обозначает одинаковые или похожие функции.
Например,Разрешение счета (CTEN) – это функция на интегральных схемах счетчика, а в синхронном счетчике, показанном на рис. 5.6.13, это активный низкий вход. Когда он установлен на логическую 1, это предотвратит прогресс отсчета даже при наличии тактовых импульсов, но счет будет продолжаться нормально, когда CTEN будет на логическом 0.
Обычным способом отключения счетчика при сохранении любых текущих данных на выходах Q является запрет на переключение триггеров JK, пока CTEN неактивен (логическая 1), путем включения входов JK всех триггеров JK. логика flops 0. Однако, поскольку логические состояния входов JK FF1, FF2 и FF3 зависят от состояния предыдущего выхода Q, либо напрямую, либо через вентили T2 и T3, чтобы сохранить выходные данные, выходы Q должны быть изолированы от входов JK, если CTEN равен 1, но выходы Q должны подключаться к входам JK, когда CTEN находится на логическом 0 (состояние включения счета).
Это достигается за счет использования дополнительных разрешающих вентилей (И), E1, E2 и E3, каждый из которых имеет один из своих входов, подключенных к CTEN (обратному CTEN). Когда счет отключен, CTEN и, следовательно, один из входов на каждом из, E1, E2 и E3 будет иметь логический 0, что приведет к тому, что эти разрешающие выходы вентилей и входы триггера JK также будут иметь логический 0, какие бы логические состояния ни присутствовали на выходах Q, а также на других входах разрешающих вентилей. Поэтому всякий раз, когда CTEN находится на логической 1, счет отключается.
Однако, когда CTEN находится на логическом 0, CTEN будет логической 1, и будут включены E1, E2 и E3, в результате чего любое логическое состояние, присутствующее на выходах Q, будет передано на входы JK.
В этом состоянии, когда на входе CK будет получен следующий тактовый импульс, триггеры будут переключаться в соответствии с их нормальной последовательностью.
Рис. 5.6.14 Асинхронная параллельная нагрузка
Асинхронная параллельная нагрузка
В то время как общие входы PR и CLR могут выдавать выходные значения 0000 или 1111, вход ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ (PL) позволяет загружать любое значение в счетчик.Используя отдельный вход DATA для каждого триггера и небольшое количество дополнительной логики, логический 0 на PL загружает счетчик любым заранее определенным двоичным значением перед началом или во время счета. Метод достижения асинхронной параллельной загрузки на синхронном счетчике показан на рис. 5.6.14.
Операция загрузки
Двоичное значение, загружаемое в счетчик, подается на входы D 0 – D 3 , а на вход PL подается импульс логического 0.Этот логический 0 инвертируется и применяется к одному входу каждого из восьми вентилей И-НЕ для их включения. Если значение, которое должно быть загружено в конкретный триггер, равно логической 1, это делает входы правого логического элемента И-НЕ 1,1, а из-за инвертора между парой логических элементов И-НЕ для этого конкретного входа, левый вентиль И-НЕ входы будут 1,0.
В результате ко входу PR триггера применяется логический 0, а ко входу CLR – логическая 1. Эта комбинация устанавливает выход Q на логическую 1, то же значение, которое было применено к входу D.Точно так же, если вход D имеет логический 0, выход левого логического элемента И-НЕ пары будет логическим 0, а выход правого вентиля будет логическим 1, что очистит выход Q триггера. Поскольку вход PL является общим для каждой пары логических элементов нагрузки И-НЕ, все четыре триггера загружаются одновременно со значением 1 или 0, присутствующим на его конкретном входе D.
Рис. 5.6.15 Синхронный счетчик вверх / вниз с несколькими входами и выходами
Несколько входов и выходов
Модификации, подобные описанным в этом модуле, делают базовый синхронный счетчик гораздо более универсальным.
Синхронные счетчики TTL и CMOS доступны в серии 74 ИС, содержащих обычно 4-битные счетчики с этими и другими модификациями для широкого спектра приложений. На рис. 5.6.15 показано, как все входные функции, описанные выше, плюс некоторые важные выходы, такие как перенос пульсаций (RC) и счетчик клемм (TC), могут быть объединены в единую ИС синхронного счетчика.
Типичная одиночная синхронная ИС, такая как четырехбитный двоичный счетчик вверх / вниз 74HC191, также использует эти функции ввода и вывода, которые обозначены в версиях NXP (рис.5.6.16) следующим образом:
Входы
• D 0 , D 1 , D 2 и D 3 (Загрузка входов) – 4-битное двоичное число может быть загружено в счетчик через эти входы, когда вход PL параллельной нагрузки имеет логический 0
• CE (включение счетчика) – позволяет продолжать счет при нулевом значении. Останавливает счет без сброса при достижении логической 1.
• U / D (вверх / вниз) – считает в возрастающем режиме при 0, в меньшем – при логической 1.
• CP – Вход тактового импульса.
Фиг.5.6.16 74HC191 Распиновка
Выходы
• Q 0 , Q 1 , Q 2 и Q 3 – четырехбитный двоичный выход.
• TC (Терминальный счетчик) – в некоторых версиях также называется MAX / MIN, выдает импульс логической 1, равный по ширине одному полному тактовому циклу, при каждом изменении самого старшего бита (что означает, что счетчик вышел за пределы конец счета вверх или вниз). TC может использоваться для определения конца возрастающего или обратного отсчета, а также будучи доступным в качестве выхода, TC используется внутри для генерации выхода Ripple Carry.
• RC (Ripple Carry) – выводит импульс логического 0, равный по ширине младшей части тактового цикла в конце счета, и при подключении к тактовому входу другой 74HC191 IC он действует как «перенос» к следующему счетчику.
Каскадные синхронные счетчики
Рис.
5.6.17 Подключение 74HC191 в каскадеПодключение синхронных счетчиков в каскаде для получения более широких диапазонов счета упрощается в ИС, таких как 74HC191, за счет использования выхода пульсации переноса (RC) ИС, подсчитывающего 4 младших бита, для управления тактовым входом следующего по величине значительный IC, как показано красным на рис.5.6.17.
Хотя может показаться, что выходы TC или RC могут управлять следующим тактовым входом, выход TC не предназначен для этой цели, поскольку могут возникнуть проблемы с синхронизацией.
Синхронные и асинхронные счетчики
Хотя синхронные счетчики имеют большое преимущество перед асинхронными счетчиками или счетчиками пульсаций в отношении уменьшения проблем синхронизации, бывают ситуации, когда счетчики пульсаций имеют преимущество перед синхронными счетчиками.
При использовании на высоких скоростях только первый триггер в цепочке счетчика пульсаций работает с тактовой частотой.Каждый последующий триггер работает на половине частоты предыдущего. В синхронных счетчиках, где каждый каскад работает на очень высоких тактовых частотах, более вероятно возникновение паразитной емкостной связи между счетчиком и другими компонентами, а также внутри самого счетчика, так что в синхронных счетчиках помехи могут передаваться между различными каскадами счетчика, вызывая нарушение подсчет, если не предусмотрена адекватная развязка. Эта проблема уменьшена в счетчиках пульсаций из-за более низких частот на большинстве ступеней.
Кроме того, поскольку тактовые импульсы, подаваемые на синхронные счетчики, должны заряжать и разряжать входную емкость каждого триггера одновременно; синхронные счетчики, имеющие много триггеров, будут вызывать большие импульсы тока заряда и разряда в схемах драйвера часов каждый раз, когда часы меняют логическое состояние. Это также может вызвать нежелательные всплески на линиях питания, которые могут вызвать проблемы в других частях цифровой схемы.
Это меньшая проблема с асинхронными счетчиками, поскольку часы управляют только первым триггером в цепочке счетчиков.
Асинхронные счетчики в основном используются для приложений с частотным разделением и для генерации временных задержек. В любом из этих приложений синхронизация отдельных выходов вряд ли вызовет проблемы с внешней схемой, а тот факт, что большинство каскадов счетчика работают на гораздо более низких частотах, чем входная синхронизация, значительно снижает любую проблему высокочастотного шума. вмешательство в окружающие компоненты.
ИС счетчика
синхронных (пульсация) Счетчики:
Синхронные счетчики:
Счетчик (цифровой)
Схема счетчика обычно состоит из нескольких триггеров, соединенных каскадом.Счетчики – очень широко используемый компонент в цифровых схемах, они производятся как отдельные интегральные схемы, а также включаются в состав более крупных интегральных схем.
Счетчики электронные
В электронике счетчики могут быть довольно легко реализованы с использованием схем регистрового типа, таких как триггер, и их можно разделить на:
- Асинхронный (пульсирующий) счетчик – биты изменения состояния используются в качестве тактовых импульсов для последующих триггеров состояния
- Синхронный счетчик – все биты состояния изменяются под управлением одного тактового сигнала
- Десятилетний счетчик – считает до десяти состояний на ступень
- Счетчик вверх / вниз – считает как вверх, так и вниз по команде управляющего входа
- Счетчик звонков – образуется сдвиговым регистром с обратной связью по кольцу
- Счетчик Джонсона – счетчик витого кольца
- Каскадный счетчик
- Счетчик модуля.
Каждый полезен для разных приложений. Обычно схемы счетчиков имеют цифровую природу и ведут счет в натуральном двоичном формате. Многие типы схем счетчиков доступны в виде цифровых строительных блоков, например, в ряде микросхем серии 4500 реализованы разные счетчики.
Иногда есть преимущества использования счетной последовательности, отличной от естественной двоичной последовательности, такой как двоично-кодированный десятичный счетчик, счетчик сдвигового регистра с линейной обратной связью или счетчик кода Грея.
Счетчики используются для цифровых часов и таймеров, а также для таймеров духовок, часов видеомагнитофона и т. Д.
Асинхронный (пульсирующий) счетчик
Асинхронный счетчик, созданный из двух триггеров JK
Асинхронный (пульсирующий) счетчик – это одиночный триггер d-типа, вход J (данные) которого подается с его собственного инвертированного выхода. Эта схема может хранить один бит и, следовательно, может считать от нуля до единицы, прежде чем он переполнится (начнется с 0).Этот счетчик будет увеличиваться один раз для каждого тактового цикла, и для его переполнения требуется два тактовых цикла, поэтому в каждом цикле он будет чередоваться между переходом от 0 к 1 и переходом от 1 к 0. Обратите внимание, что это создает новые часы с коэффициентом заполнения 50%. цикл ровно на половине частоты входных часов. Если этот выход затем используется в качестве тактового сигнала для аналогично устроенного D-триггера (не забывая инвертировать выход на вход), вы получите еще один 1-битный счетчик, который считает вдвое медленнее. Их сложение дает двухбитный счетчик:
.Вы можете продолжать добавлять дополнительные триггеры, всегда инвертируя выход на собственный вход и используя выход из предыдущего триггера в качестве тактового сигнала.Результат называется счетчиком пульсаций, который может считать до 2n – 1, где n – количество битов (ступеней триггера) в счетчике. Счетчики пульсаций страдают от нестабильных выходных сигналов, поскольку переполнение “колеблется” от этапа к этапу, но они действительно находят частое применение в качестве делителей для тактовых сигналов, где мгновенный счет не важен, но общий коэффициент деления (чтобы прояснить это, 1- битовый счетчик в точности эквивалентен схеме деления на два; выходная частота ровно половина входной частоты при подаче регулярной последовательности тактовых импульсов).
Использование триггерных выходов в качестве тактовых импульсов приводит к временному сдвигу между битами данных счета, что делает эту технику пульсации несовместимой с обычными стилями проектирования синхронных схем.
Синхронный счетчик
4-битный синхронный счетчик с использованием триггеров JK
В синхронных счетчиках тактовые входы всех триггеров соединены вместе и запускаются входными импульсами.Таким образом, все триггеры меняют состояние одновременно (параллельно). Схема ниже представляет собой 4-битный синхронный счетчик. Входы J и K FF0 подключены к HIGH. FF1 имеет входы J и K, подключенные к выходу FF0, а входы J и K FF2 подключены к выходу логического элемента И, который питается от выходов FF0 и FF1. Простым способом реализации логики для каждого бита возрастающего счетчика (который изображен на соседнем изображении) является переключение каждого бита, когда все менее значимые биты находятся в высоком логическом состоянии.Например, бит 1 переключается, когда бит 0 имеет высокий логический уровень; бит 2 переключается, когда бит 1 и бит 0 имеют высокий логический уровень; бит 3 переключается, когда бит 2, бит 1 и бит 0 все в высоком уровне; и так далее.
Синхронные счетчики также могут быть реализованы с помощью аппаратных конечных автоматов, которые являются более сложными, но обеспечивают более плавные и стабильные переходы.
Десятилетний счетчик
Десятилетний счетчик схемы с использованием триггеров JK (74LS112D) – ошибка: Vcc = 5 В, а не 12 В на чертеже
Десятичный счетчик – это счетчик, который считает десятичными, а не двоичными числами.Десятичный счетчик может иметь каждое (то есть он может считать в двоично-десятичном виде, как это делала интегральная схема 7490) или другие двоичные кодировки. «Десятичный счетчик – это двоичный счетчик, рассчитанный на счет до 1010 (десятичный 10). Обычный четырехступенчатый счетчик можно легко преобразовать в десятичный счетчик, добавив логический элемент И-НЕ, как показано на схеме справа. Обратите внимание, что FF2 и FF4 предоставляют входы для логического элемента И-НЕ. Выходы логического элемента И-НЕ подключены к входу CLR каждого из FF ». Десятилетний счетчик считается десятичным, а не двоичным.Он считает от 0 до 9, а затем сбрасывается до нуля. Выход счетчика может быть установлен на ноль путем импульсного низкого уровня линии сброса. Затем счет увеличивается с каждым тактовым импульсом, пока не достигнет 1001 (десятичная 9). Когда он увеличивается до 1010 (десятичное 10), оба входа логического элемента И-НЕ переходят в высокий уровень. В результате выход NAND становится низким и сбрасывает счетчик на ноль. Понижение D может быть сигналом ВЫПОЛНЕНИЯ, указывающим на то, что был счет до десяти.
Счетчик звонков
Кольцевой счетчик – это регистр циклического сдвига, который запускается таким образом, что только один из его триггеров является единичным состоянием, а другие находятся в нулевом состоянии.
Кольцевой счетчик – это сдвиговый регистр (каскадное соединение триггеров), выход последнего которого соединен со входом первого, то есть в кольцо. Обычно циркулирует шаблон, состоящий из одного бита, поэтому состояние повторяется каждые n тактов, если используется n триггеров.
Счетчик Джонсона
Счетчик Джонсона (или счетчик концевых колец, счетчик витых колец, счетчик шагающих колец или счетчик Мёбиуса) – это модифицированный счетчик колец, в котором выходной сигнал последней ступени инвертируется и подается обратно как вход на первую ступень.Регистр циклически перебирает последовательность битовых комбинаций, длина которой равна удвоенной длине регистра сдвига, продолжаясь бесконечно. Эти счетчики находят специальные применения, в том числе такие, как декадный счетчик, цифро-аналоговое преобразование и т. Д. Их можно легко реализовать с помощью триггеров типа D или JK.
Счетчики информатики
В теории вычислимости счетчик считается типом памяти. Счетчик хранит одно натуральное число (изначально нулевое) и может быть сколь угодно длинным.Счетчик обычно рассматривается вместе с конечным автоматом (FSM), который может выполнять со счетчиком следующие операции:
- Проверить, обнулен ли счетчик
- Увеличить счетчик на единицу.
- Уменьшает значение счетчика на единицу (если он уже равен нулю, он не изменяется).
Следующие машины перечислены в порядке мощности, каждая из которых является строго более мощной, чем следующая:
- Детерминированный или недетерминированный автомат плюс два счетчика
- Недетерминированный конечный автомат плюс один стек
- Недетерминированный автомат плюс один счетчик
- Детерминированный автомат плюс один счетчик
- Детерминированный или недетерминированный автомат.
Для первого и последнего не имеет значения, является ли конечный автомат детерминированным конечным автоматом или недетерминированным конечным автоматом. У них одинаковая сила. Первые два и последний – уровни иерархии Хомского.
Первая машина, автомат плюс два счетчика, эквивалентна по мощности машине Тьюринга.
Веб-счетчик
Веб-счетчик или счетчик посещений – это компьютерная программа, которая показывает количество посетителей или посещений, которые получила конкретная веб-страница.После настройки эти счетчики будут увеличиваться на единицу при каждом доступе к веб-странице в веб-браузере.
Число обычно отображается в виде встроенного цифрового изображения или в виде обычного текста или на физическом счетчике, таком как механический счетчик. Изображения могут быть представлены различными шрифтами или стилями; классический пример – колеса одометра.
Веб-счетчикбыл популярен в середине-конце 1990-х и начале 2000-х годов, позже его заменили более подробные и полные измерения веб-трафика.
Компьютерные счетчики
Многие системы автоматизации используют ПК и ноутбуки для контроля различных параметров машин и производственных данных. Счетчики могут подсчитывать такие параметры, как количество произведенных изделий, номер партии продукции и измерения количества использованного материала.
Счетчики механические
Механические встречные колеса, показывающие обе стороны. Выступ на колесе, показанном вверху, зацепляет храповик на колесе под каждым поворотом.
Несколько механических счетчиков
Табулирующая машина раннего периода IBM с использованием механических счетчиков
Задолго до того, как электроника стала обычным явлением, для подсчета событий использовались механические устройства. Они известны как счетчики. Обычно они состоят из серии дисков, установленных на оси, с цифрами от 0 до 9, нанесенными на их края. Крайний правый диск перемещается на один шаг при каждом событии. Каждый диск, кроме самого левого, имеет выступ, который после завершения одного оборота перемещает следующий диск влево на один шаг.Такие счетчики использовались в качестве одометров для велосипедов и автомобилей, а также в магнитофонах, топливораздаточных колонках, в производственном оборудовании, а также в другом оборудовании. Одним из крупнейших производителей была компания Veeder-Root, и их название часто использовалось для этого типа счетчиков.
Переносные счетчикииспользуются в основном для инвентаризации и подсчета людей, посещающих мероприятия.
Электромеханические счетчики использовались для суммирования итогов в счетных машинах, которые первыми стали отраслью обработки данных.
Источник: wikipedia.org
Счетчиков – Цифровая видеолекция
Эй, мы продолжаем в 15-3, и мы смотрим на предмет счетчиков и, как и триггер, который настроен на включение каждого тактового импульса, это однобитовый счетчик. Если несколько шлепанцев соединить вместе, можно построить счетчик любой длины. Есть два основных класса счетчиков; у нас есть асинхронная разновидность. Тактовые импульсы поступают на триггер в разное время. Затем есть синхронность, когда тактовые импульсы поступают на триггер в одно и то же время – это означает, что тактовые импульсы одновременно – подаются во все триггеры в один и тот же момент.
Здесь у нас есть JK Flip Flop, и одним из важных моментов при выполнении счетчиков является возможность деления на два, поэтому Flip Flop будет эффективно делить входящую частоту на два. Давайте посмотрим, как это происходит.
Прежде всего, JK Flip Flop, если у нас есть входы J и K, оба установлены в один … тогда, если вы помните, это приведет к его переключению, изменению выхода, изменяющемуся с каждым входом тактовой частоты. Здесь у нас есть внешние часы, и мы будем переадресовывать импульс на… тогда это будет вход часов. Вы заметите немного больше символа, который указывает, что он будет синхронизироваться с положительными тактовыми импульсами. Здесь идет тактовый импульс; мы просто начнем прямо здесь. Здесь у нас есть входящий положительный фронт, и мы будем знать, что входящий положительный фронт выхода переходит в единицу. Это были бы единица и ноль и, очевидно,? будет ноль.
Затем по мере развития цикла он становится отрицательным. Ничего не происходит, так как он становится отрицательным.Затем, когда он становится положительным, выход этого триггера снова меняет состояние. Теперь он идет к нулю и единице, а затем мы переходим к следующему положительному фронту, снова он меняет состояния здесь. Затем мы переходим к одному нулю и на каждом положительном фронте меняют состояния. У нас есть результат на выходе … и это результат на выходе прямо здесь, но следует отметить, что вы видите эту входящую частоту и вы видите эту выходную частоту. Что можно наблюдать, так это то, что эта частота вдвое больше.Входящий триггер, настроенный таким образом, будет переключаться, и выходная частота будет составлять половину входной частоты.
Теперь у нас есть счетчик, и этот счетчик будет трехбитовым. Вы заметите, что у нас есть триггеры A, B и C. На самом деле это цифра 1526 в вашем учебнике, и у нас есть схема, о которой мы поговорим позже. Фактически, это эта схема, но мы увидим моделирование позже в этой презентации. Это фактические выходы этого устройства. Теперь, прежде всего, я хочу снова обратить ваше внимание на эту концепцию деления на два.Мы собираемся посмотреть на эти результаты. Мы не определили, что это такое. Это выход A, это B и он совпадает с выходами A, B и C этого триггера. Вы узнаете, что у нас есть входящая тактовая частота. Результатом C здесь будет то, что мы только что рассмотрели … будет прямо здесь.
Вы заметите, что это половина частоты тактовой частоты. Затем, если вы сравните C с B, вы увидите, что B на самом деле является половиной C.Точно так же, если мы подойдем к B и сравним его с A, мы заметим, что A является половиной B. Если бы мы взглянули на это и присвоили ему веса, A было бы … у нас есть один цикл, а затем B у нас будет два цикла, а затем C, будет четыре, а затем часы будут A. Вспомните, когда мы выполняли наше двоичное взвешивание и устанавливали 1, 2, 4, A, 16, 32 и так далее, один и так далее. Это был способ взвешивания двоичных значений. Если бы мы сказали, что у нас есть … поскольку это три бита, если бы у нас был один ноль один, мы сказали бы, что это будет 4 + 1, и мы сказали, что это равно пяти.Это частотное деление создает сценарий, в котором мы действительно сможем считать.
Давайте внимательнее посмотрим на эту конкретную форму волны, и если мы здесь отметим … мы заметим, что на данный момент это минимум, минимум и минимум. Это равняется нулю, и обратите внимание, что у нас есть счетчик. Это отсчет от нуля до семи, и это будет прямо здесь. Затем следующий, у нас есть ноль, ноль и единица, и это будет тот, который находится прямо здесь. Потом идем один. Здесь у нас есть ноль, один и ноль, что равняется двум.Посмотрим. Затем у нас есть ноль один, то есть три, и один ноль, то есть четыре, один ноль, один, то есть пять, и один, один, ноль, то есть шесть, а затем, вероятно, один, один, то есть семь. Затем он сбрасывается и переходит в ноль, ноль ноль, а затем повторяет этот процесс. По сути, это то, что мы делаем со счетчиком, и он использует эту функцию деления, и мы видим результаты здесь, где мы на самом деле … и вы можете видеть импульсы, которые будут указывать на эти разные числа.
Теперь мы действительно хотим посмотреть, как это на самом деле работает, потому что есть особая методология, которая заставляет этот процесс происходить. На этом конкретном экране я взял ту же схему. Я сделал его немного больше, а затем мы также взяли временную последовательность и тоже немного увеличили ее. Давайте рассмотрим здесь немного, давайте посмотрим здесь.
У нас снова было … вот это A, B и C, и они соответствуют Flip Flops, выходу Flip Flop A, B и C.Наш подсчет, давайте посмотрим, у нас будет … это будет начинаться с нуля, а мы будем считать до семи. Теперь посмотрим на исходное состояние схемы. Обратите внимание, что здесь идет тактовый импульс, и обратите внимание, что тактовый импульс … это синхронный счетчик. Это означает, что тактовые импульсы одновременно подаются на все триггеры в одно и то же время. Он будет синхронизировать их в зависимости от того, что находится на входе триггера. Теперь вспомните, что в этом конкретном случае либо на входах J и K будут нули, либо будут единицы, которые являются единственными двумя вариантами, которые у нас будут в этой схеме.
Помните, что если они есть на входах, то он будет переключаться. Если это нули, они просто останутся в том состоянии, в котором они были, и не изменятся. Теперь обратите внимание, что у нас здесь положительное напряжение, поэтому здесь будет максимум, а здесь – максимум. Что произойдет, так это то, что Flip Flop C, который я поставлю здесь QC, будет переключать каждый вход, каждый входящий тактовый импульс. Здесь есть маленькие пузыри. Вы заметите, что здесь есть отрицательные грани, встречающиеся здесь, здесь, здесь и на всем протяжении.На каждом отрицательном фронте этот будет считаться, и это фактически наш, помните, когда у нас были 1, 2 и 4 в нашей взвешенной позиции в двоичном формате. Фактически это наша цифра, поэтому можно ожидать, что она будет переключаться на каждый счет, чего не будут делать наши два и четыре.
В начальном состоянии, когда мы находимся на нуле ноль ноль, мы собираемся … давайте посмотрим на состояние наших различных шлепанцев. На нем 1 и 1. Он будет переключаться с нуля на ноль. Он переключится на единицу на первых часах, потому что у него есть соответствующие входы на J и K.Теперь давайте посмотрим на входы на триггере B и триггере A. Теперь обратите внимание, что вывод C идет сюда и подается в JD и KB, который является триггером B. Теперь вспомните, что изначально мы были на нуле ноль ноль. Изначально здесь кормит ноль. На первом тактовом импульсе это не изменится, потому что там ничего нет. Напряжения нет, здесь есть ноль, поэтому он не изменит состояния, поэтому B не изменится.
Теперь рассмотрим A. Теперь, когда у нас нулевое значение, давайте посмотрим на положение? -0.? -0s они все должны быть высокими, один и один. Теперь, что подает на триггер A здесь, входы J и K подаются этим [неразборчиво 00:10:59]. Теперь обратите внимание, что здесь появляется? B-0, на нем есть один, и? C-0 также появляется, и здесь есть один – так что один и один входят в это, так что это приведет к ноль. У обоих входов будет минимум, и у обоих будет минимум. Теперь это начальные состояния.
Когда этот первый тактовый импульс приходит прямо здесь, он на самом деле будет прямо здесь, и он вызовет запуск этого триггера, и он поместит единицу на выходе.Вероятно, это только что указано здесь, он помещает единицу на выходе QC, и у нас есть счетчик один, и эти два останутся равными нулю. Теперь обратите внимание, что этот вывод переходит к J и K из B. Это изменит эти два; у нас сейчас будет один. Вот у нас есть один, и это был наш первый тактовый импульс прямо здесь. Потом мы подошли сюда, и вот наш второй край.
Теперь наше второе ребро займется кое-чем интересным. Помните, что этот переключается на всех, поэтому этот вывод изменится на ноль.Вспомните, когда у нас был один, здесь был один. Был один на J и B во время этого ребра. Выход B переключается на единицу, хорошо. Здесь у нас есть действие переключения, здесь у нас есть единица и ноль, и это отражает вывод B и C, так что теперь у нас есть счет два.
Теперь мы находимся на уровне единицы, единицы и нуля. У нас два часа. Обратите внимание, что этот ноль остался здесь, а теперь здесь низкий. Это важно, потому что, когда мы считаем до трех, что будет прямо здесь – когда мы перейдем к нулю, один – это должно остаться прежним.Мы находимся у одного нуля. Теперь мы хотим перейти к одному. Что ж, это останется на единице, потому что этот ноль здесь остался здесь, когда приходит тактовый импульс; он не изменит состояния, потому что, если здесь есть нули, он останется таким, каким был. Это даст нам ноль один, что даст нам три.
На данный момент мы едины и едины; мы досчитали до трех, глубоко понимаешь? Ноль один – это наш текущий результат. Теперь, при следующем тактовом импульсе, этот всегда будет меняться и вспоминать, что у нас есть один, идущий сюда, так что здесь есть один.В следующем тактовом импульсе он переключится с единицы на ноль, хорошо. Счетчик, который мы собираемся сделать, будет один ноль ноль, что равно четырем. Нас трое сейчас, поэтому мы видим, что эти двое изменятся. Этот должен пойти к одному.
Теперь давайте посмотрим на условия, при которых это произойдет. Прежде всего, это единица, а это единица, так что это означает, что у нас есть ноль здесь и ноль здесь. Если? B и? C – нули, если они появятся здесь, обратите внимание, что произойдет. У нас есть ноль и ноль, которые позволят это сделать, так что тогда у нас будет максимум прямо здесь.Это повысит качество QA-0. Что это будет делать при следующем тактовом импульсе, мы знаем, что он переключится на ноль и ноль, это переключится на единицу. Это даст нам четыре, которые прямо здесь, то есть один ноль ноль.
Теперь мы находимся в один ноль ноль, и, поскольку мы находимся в одном ноль ноль, нам нужно кое-что отметить об этом вентиле. Когда мы переключаемся на один ноль ноль, это меняет его на высокий, а это на высокий, и? B, и? C становятся высокими. Это изменяет оба значения на единицу, которая делает это равным нулю. Что произойдет, так это на следующих нескольких счетах, это просто останется единым, потому что эта цифра изменится только тогда, когда оба значения будут высокими.Через пару следующих отсчетов они перейдут к первому, затем к второму, а затем к трем, а затем снова переключатся. Поскольку мы находимся на счете четыре, обратите внимание на счет пять, шесть и семь, он должен оставаться высоким.
Мы находимся на счете номер четыре, и здесь идет ноль. Чтобы перейти к пяти, нам нужно перейти к одному нулю. Теперь, чтобы сделать это, он должен оставаться таким же, и поскольку это ноль от QC, он не будет переключаться, но он всегда будет переключаться из-за того, что у нас есть такие.Это даст нам пять, так что будет один ноль один.
Следующий, давайте посмотрим, где мы находимся. Один ноль – затем один из QC переходит на наши входы J и K здесь на следующем импульсе. QB будет переключаться из-за этого, QC также переключится, но они просто перейдут в режим Flip Flop. Мы в один ноль один. Тогда у нас будет один ноль. Снова мы находимся в одном месте, теперь мы находимся … Посмотрим, нам нужно найти место, чтобы написать. Думаю, тогда мы запишем сюда. Мы – один ноль, что дает нам счет до шести.Поскольку здесь мы находимся на нуле, при следующем подсчете это не будет переключаться, потому что на букве B есть нули. C всегда будет переключаться, так что тогда у нас будет один один.
Следующий – критический счет, потому что мы должны перейти от единицы и снова сбросить до нуля. Теперь, как это будет происходить, обратите внимание, что этот всегда будет переключаться, поэтому он будет обнулен. Обратите внимание, что у нас есть тот, который переходит сюда, поэтому он будет переключаться. Поскольку у нас есть один здесь и один здесь на выходах B и C -? B и? C – они снова находятся в этом нулевом состоянии, которое является единственным состоянием, которое заставляет это быть разрешенным, поэтому у нас есть один.У нас есть единицы на всех входах JK, и каждое из состояний JK равно единице. На следующем тактовом импульсе мы перейдем к нулю.
Это основная теория работы счетчика. Это синхронный счетчик. Вот это конкретное изображение прямо здесь, это симуляция той конкретной схемы. Теперь вы заметите, что в нем намного больше проводов, потому что у нас должны быть поля и комплекты, а затем мы добавили эти маленькие лампочки для освещения. Теперь, что вы можете сделать, и я призываю вас это сделать.Это будет схема, 1526 будет выполнять моделирование, и когда вы включите ее, вы увидите, что эти огни загорятся, и эти огни будут представлять счетчики.
Фактически, когда мы начали с этого нуля, нуля и того, этого и этого, вы увидите здесь счет пять, потому что у нас один ноль один, и вы сможете увидеть счет. Теперь, чтобы увидеть это … Это может происходить очень быстро. Что вы, возможно, захотите сделать, это зайти и щелкнуть по этим часам и уменьшить частоту тактового сигнала, чтобы вы могли их видеть.Я думаю, это 1000. Если вы установите его на 100, то сможете увидеть, как он рассчитывается очень методично. Затем это устройство позволяет указать на него … это логический анализатор, и если вы щелкнете по нему на рабочем столе электроники, это даст вам … Хотите посмотреть, сможем ли мы вернуться к … Это часть этого.
Этот график прямо здесь покажет вам различные выходы, и на самом деле, в вашей симуляции этот третий вход равен 0, и вам нужно будет нарисовать соединение здесь, спускающееся сюда, чтобы вы могли фактически увидеть выход C-триггера. .
Это в значительной степени завершает теорию. Если я смогу запустить симуляцию, я могу добавить к ней небольшую часть, чтобы показать это в действии. Если этого не произойдет, я все равно хочу, чтобы вы это сделали. Я хочу, чтобы вы пошли, посмотрели на это и сами смоделировали. На этом мы завершаем обсуждение счетчиков.
Видеолекции, созданные Тимом Фигенбаумом в Общественном колледже Северного Сиэтла.
Цифровой синхронный счетчик– типы, работа и применение
Цифровой синхронный счетчик
– типы и применениеЧто такое цифровой счетчик?
Цифровой двоичный счетчик – это устройство, используемое для подсчета двоичных чисел .В цифровых счетчиках в основном используются триггеры и некоторые комбинационные схемы для специальных функций.
Как известно, триггер работает от тактовых импульсов. Таким образом, счетчик будет отсчитывать вверх или вниз, используя эти импульсы. Период времени тактового сигнала влияет на задержку времени в счетчике. Таким образом, этот счетчик также можно превратить в часы, если тактовый сигнал имеет период времени в 1 секунду.
Что такое синхронный счетчик?Как следует из названия, синхронный счетчик содержит триггеры, которые синхронизируются друг с другом i.е. их тактовые входы соединены вместе и запускаются одним и тем же внешним тактовым сигналом. Это означает, что все триггеры обновляют свое значение одновременно.
Типы синхронных счетчиковЕсть два типа счетчиков.
Синхронные счетчики и асинхронные счетчики. Синхронный счетчик бывает многих типов. Некоторые из них приведены ниже.
- Повышающий счетчик
- Нижний счетчик
- Повышающий / понижающий счетчик
- Счетчик BCD
Этот синхронный счетчик ведет счет от 0 до 15 (4-битный счетчик).Повышающий счетчик может быть разработан с использованием T-триггера (JK-триггер с общим входом) и D-триггера. Оба этих триггера имеют разную конфигурацию.
Рассмотрим 3-битный счетчик, каждый бит которого представлен Q 0 , Q 1 , Q 2 как выходы триггеров FF 0 , FF 1 , FF 2 соответственно .Тогда таблица состояний будет выглядеть так:
Счетчик – это запоминающее устройство. Это означает, что у него есть предыдущее и следующее состояния.
Проектирование с использованием T-триггераT-триггер переключает его состояние, когда input = 1, и сохраняет свое состояние, когда input = 0.
Согласно таблице состояний повышающего счетчика
Q 0 is постоянное переключение, поэтому вход в FF 0 будет постоянным 1. т.е. T 0 = 1.
Q 1 переключает свое состояние, когда предыдущее состояние Q 0 = 1. Таким образом, вход в FF 1 будет выводом FF 0 i.е. T 1 = Q 0
Q 2 переключается, когда оба Q 0 и Q 1 равны 1. Таким образом, вход в FF 2 будет И для выходов FF 0 & FF 1 , т.е. T 2 = Q 0 & Q 1.
Схема повышающего счетчика с использованием T-триггеров приведена ниже.
Проектирование с использованием D-триггераD-триггер обновляет свое состояние в соответствии с входными данными, примененными к нему i.е. Q = D. Таким образом, разработка восходящего счетчика с использованием D-триггера отличается от T-триггера.
Согласно таблице состояний повышающего счетчика
Q 0 постоянно изменяется, поэтому вход в FF 0 будет D 0 = Q̅ 0 . Потому что он будет переключать состояние всякий раз, когда тактовый импульс достигает FF 0 .
Q 1 = 1, когда его предыдущее состояние Q 1 и Q 0 не равны & Q 1 = 0, когда его предыдущее состояние Q 1 и Q 0 равны.Это то же самое, что и операция XOR. Таким образом, D 1 = Q 1 XOR Q 0 .
Q 2 = 1, когда в своем предыдущем состоянии И для Q 1 и Q 0 не равно Q 2 . Q 2 = 0, когда в предыдущем состоянии AND для Q 1 & Q 0 равно Q 2 , поэтому D 2 = Q 2 XNOR (Q 1 & Q 0 )
Схема синхронного повышающего счетчика с использованием D-триггера приведена на рисунке ниже.
Обратный счетчикОбратный счетчик считает в порядке убывания от 15 до 0 (4-битный счетчик). Обратный счетчик также может быть разработан с использованием T-триггера и D-триггера.
Рассмотрим 3-битный счетчик, каждый бит которого представлен Q 0 , Q 1 , Q 2 как выходы триггеров FF 0 , FF 1 , FF 2 соответственно. Таблица состояний обратного счетчика приведена ниже:
Проектирование с использованием T-триггераT-триггер переключает свое состояние, когда T-input = 1, и сохраняет свое состояние, когда T = 0.
В соответствии с таблицей состояний обратного счетчика
Q 0 постоянно переключается, поэтому вход в FF 0 будет постоянным 1. т.е. T 0 = 1.
Q 1 переключает состояние, когда предыдущее состояние – Q 0 = 0. Таким образом, вход в FF 1 будет дополненным выходом FF 0 , т.е. T 1 = Q̅ 0
Q 2 переключается, когда оба Q 0 и Q 1 равны 0.Таким образом, входом в FF 2 будет И дополненных выходов FF 0 и FF 1 , т.е. T 2 = Q̅ 0 & Q̅ 1.
Схема понижающего счетчика с использованием T-триггеры приведены ниже.
Дизайн с использованием D-триггераD-триггер обновляет свои состояния в соответствии с входом D, т.е. Q = D., поэтому его конструкция отличается от конструкции T-триггера.
Согласно таблице состояний обратного счетчика
Q 0 постоянно изменяется, поэтому вход в FF 0 будет D 0 = Q̅ 0 .Потому что он будет переключать состояние всякий раз, когда тактовый импульс достигает FF 0 .
Q 1 = 1, когда его предыдущее состояние Q 1 и Q 0 равны & Q 1 = 0, когда его предыдущее состояние Q 1 и Q 0 не равны. Это то же самое, что и операция XNOR. Итак, D 1 = Q 1 XNOR Q 0 .
Q 2 = 1, когда в предыдущем состоянии OR Q 1 & Q 0 равно Q 2 .Q 2 = 0, когда в предыдущем состоянии OR Q 1 & Q 0 равно Q 2 , поэтому D 2 = Q 2 XNOR (Q 1 + Q 0 )
Схема синхронного обратного счетчика с использованием D-триггеров приведена на рисунке ниже.
Реверсивный / обратный счетчикЭтот счетчик имеет два режима счета, то есть прямой и обратный счет. Есть переключатель режимов, который переключает между двумя режимами счетчика.Когда режим M = 0, он ведет обратный отсчет, а когда режим M = 1, он ведет обратный отсчет.
Этот счетчик объединяет повышающий и обратный счетчики с использованием мультиплексора 2_1. Mux выбирает один счетчик с помощью переключателя выбора, который является переключателем режима.
Дизайн с использованием T-триггераМы объединяем счетчик вверх и вниз T-триггера в один счетчик. Мы использовали 2_1 Mux для входов на каждом триггере, кроме первого.
Когда Mode = 0, будет выбран верхний вход и начнется счет Up.
Когда Mode = 1, будет выбран нижний вход и начнется обратный отсчет.
Проектирование с использованием D-триггераМы используем 2_1 мультиплексора для объединения счетчика Up и Down с помощью D-триггера в один счетчик. Входы для каждого триггера выбираются 2_1 Mux, который выбирает режим подсчета.
Счетчик BCDСчетчик двоично-десятичного кода (BCD) – это модифицированный двоичный счетчик с MOD n = 10.MOD – это количество состояний, которое может иметь счетчик. Любой счетчик с MOD = 10 известен как счетчик декад. Он имеет 10 состояний, каждое из которых представляет одно из 10 десятичных чисел. Вот почему он известен как счетчик BCD. Он считает от 0 до 9, а затем сбрасывается обратно на 0.
Состояние счетчика BCD по умолчанию – 0000, когда он достигает десятичного счета 10, он сбрасывается до 0.
Рассмотрим Q 0 , Q 1 , Q 2 , Q 3 как 4 бита счетчика, чем будет таблица состояний.
Счетчик BCD может быть выполнен с использованием T-триггера или D-триггера.
Проектирование с использованием T-триггераПроектирование счетчика BCD с использованием T-триггера такое же, как и в случае с повышающим счетчиком, но есть условие, когда счетчик или состояние достигает 1010 (десятичное 10), он очищает все триггеры в состояние по умолчанию 0000 (десятичный 0).
Триггеры обычно имеют активный низкий клиренс. Таким образом, мы должны применить комбинационную схему для автоматического сброса схемы при достижении состояния 1010.Комбинационная схема должна выдать «0», чтобы сбросить триггеры.
вентиль И-НЕ производит логический 0, когда все его входы истинны, поэтому всякий раз, когда Q 3 и Q 1 = 1, И-НЕ будет производить 0. Таким образом
Очистить = (Q 3 & Q 1 ) ‘
Схема счетчика BCD с использованием T-триггера приведена ниже:
Дизайн
с использованием D-триггера СчетчикBCD с использованием D-триггера представляет собой модифицированный счетчик Up-счетчика D-триггера.Необходимая модификация – это функция автоматического сброса при достижении состояния 1010, которое является десятичным числом 10.
Функция сброса сбрасывает триггер до состояния по умолчанию 0000, чтобы снова начать счет с 0.
Комбинационная схема для функции сброса то же самое, что и в счетчике T-триггера BCD.
Схема счетчика BCD с использованием D-триггера приведена ниже.
Счетчики BCD используются в цифровых часах и подсчете событий.
Преимущества / недостатки синхронных счетчиков- Эту схему очень легко спроектировать, потому что мы можем установить одинаковый тактовый импульс для всех вентилей.
- Меньше вероятность попадания в ошибочные состояния.
- Они быстрее, так как задержка распространения мала по сравнению с асинхронными счетчиками.
- Нет ошибок счета по сравнению с асинхронными счетчиками.
- Производительность намного лучше, надежная и портативная схема.
Как следует из названия, синхронные счетчики выполняют «счет», например, времени и электронных импульсов (внешний источник, например, инфракрасный свет).Они широко используются во многих других конструкциях, таких как процессоры, калькуляторы, часы реального времени и т. Д. Ниже приведены некоторые общие способы использования и применения синхронных счетчиков:
- Будильник, установка таймера переменного тока, установка времени в камере для снятия показаний. изображение, мигающий световой индикатор в автомобилях, управление парковкой и т. д.
- Подсчет времени, выделенного планировщиком для особого процесса или события.
- Счетчик ВВЕРХ / ВНИЗ может использоваться как самовращающийся счетчик.
- Он также используется как схема делителя тактовой частоты.
- Функцию параллельной загрузки можно использовать для предварительной установки счетчика для некоторого начального счета.
- Commons используется в бытовой технике, такой как стиральная машина, микроволновая печь, светодиодный индикатор расписания, контроллер клавиатуры и т. Д.
- Они также используются в управлении движением машины.
- В основном используется в цифровых часах и схемах мультиплексирования.
- Они используются для генерации пилообразных сигналов (напряжение на ступенчатом корпусе).
- Они также используются в цифро-аналоговых преобразователях.
Вы также можете прочитать:
H7CZ Digital Counter / Features | OMRON Промышленная автоматизация
последнее обновление: 19 декабря 2013 г.
Основные функции
Лучшая читаемость
Высота символа 10 мм с широким углом обзора.
Самая простая операция
Операция упрощается нажатием клавиши «Вверх» для каждой цифры.
Безопасность и надежность
Изолированный источник питания и входные цепи
Цепи питания и входные цепи изолированы внутри счетчика.
Предыдущие неизолированные счетчики имели ограничения по подключению и могли быть повреждены при неправильном подключении. H7CZ избавляет от этих опасений.
Предельное значение уставки
Вы можете установить верхний предел для установленного значения, чтобы предотвратить непредвиденную работу устройств вывода, вызванную ошибками настройки.
Выходной счетчик
Счетчик выхода подсчитывает количество включений выхода (могут отображаться аварийные сигналы, и счетчик может контролироваться с шагом в 1000 операций). Этот счетчик полезен для управления сроком службы счетчика или нагрузки.
Другие функции
Водонепроницаемая, пыленепроницаемая конструкция (UL508, тип 4X и IP66)
В местах, подверженных воздействию воды, возможно безболезненное нанесение.
Примечание. При использовании водонепроницаемого уплотнения Y92S-29.
Защита ключей
Выберите любой из семи вариантов защиты. Используйте лучший для приложения.
последнее обновление: 19 декабря 2013 г.
Использование счетчиков и цифрового ввода-вывода
Загрузить пошаговую инструкцию в формате PDF
В следующей процедуре описывается, как подсчитать количество цифровых импульсов, полученных на выводе счетчика устройства NI Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite (NI ELVIS) II, а затем как вывести цифровое значение на цифровой порт устройства в двоичном формате. .Для этой процедуры требуется однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT), а также восемь резисторов 330 Ом и восемь светодиодов.
Примечание: Если у вас есть перемычка, подключенная к контактам входа счетчика, который переключается между DGND, , шина +5 В дает те же результаты, что и переключатель SPDT.
- Подключите USB DAQ-устройство к компьютеру.
- Вы можете найти распиновку для вашего DAQ-устройства, выполнив поиск своего устройства в Интернете по адресу ni.ком
- Эта диаграмма содержится в руководстве пользователя и технических характеристиках.
- Щелкните правой кнопкой мыши свое устройство в NI Measurement & Automation Explorer (MAX) и выберите Device Pinouts .
- Настройте переключатель SPDT для вывода импульсов 5 В
- Подключите один провод к клемме +5 В вашего устройства.
- Подключите второй вывод к клемме DGND вашего устройства.
- Подключите выходной полюс к PFI8 ( ctr0 SOURCE ) вашего устройства.
- Подключите резистор и сеть светодиодных индикаторов – использование макетной платы рекомендуется, но не требуется.
- Подключите последовательно восемь светодиодов и резистор 330 Ом – резистор используется для регулирования тока, протекающего через светодиод, чтобы предотвратить его перегрев.
- Подключите другой вывод светодиода к одному из выводов port0 / line0 на вашем устройстве.
- Подключите другой вывод резистора к DGND вашего устройства.
- На рисунке ниже показана правильная конфигурация одного светодиода
/ images / labview101 / led_setup.гифка - Повторите эти действия для оставшихся строк 1-7 из port0 и индикаторов
Примечание: светодиоды – это диоды, поэтому они пропускают ток только в одном направлении. Если светодиод не загорается при подаче напряжения 5 В, измените направление / полярность светодиода, потому что это, скорее всего, происходит из-за того, что светодиод перевернут. Если он по-прежнему не загорается, возможно, светодиод больше не работает.
- Создайте новый ВП в LabVIEW
- Откройте LabVIEW и выберите File »New VI .
- Поместите помощник DAQ ввода счетчика на блок-диаграмму
- Щелкните правой кнопкой мыши блок-схему и выберите Express »Input» DAQ Assistant .
- Поместите DAQ Assistant на блок-диаграмму, щелкнув левой кнопкой мыши
- Настроить тип DAQ Assistant
- Выберите Получить сигналы
- Выберите Вход счетчика
- Выберите Edge Count
- Выберите Dev1 (или имя вашего устройства, если не Dev1)
- Выберите ctr0 для входного канала счетчика 0
- Настроить параметры сбора данных
- Убедитесь, что 1 образец (по запросу) выбран для Режим сбора данных
- Выберите OK , чтобы применить конфигурацию
- Выберите Да , когда будет предложено автоматически создать цикл по условию.
- Щелкните правой кнопкой мыши выходной терминал Data и выберите Create »Numeric Indicator .
- Запустите VI и переключите переключатель SPDT.
- Обратите внимание на то, что края подсчитываются на индикаторе передней панели.
- Поместите цифровой выход DAQ Assistant на блок-схему
- Щелкните правой кнопкой мыши блок-схему и выберите Express »Output» DAQ Assistant .
- Поместите DAQ Assistant на блок-диаграмму справа от входа счетчика DAQ Assistant, щелкнув левой кнопкой мыши
- Настроить тип DAQ Assistant
- Выберите Generate Signals
- Выберите Цифровой вход
- Выберите Port Output
- Выберите Dev1 (или имя вашего устройства, если не Dev1)
- Выберите port0 для порта выходного канала 0
- Настроить параметры получения
- Убедитесь, что 1 образец (по запросу) выбран для Режим сбора данных
- Выберите OK , чтобы применить конфигурацию
- Подключите выход от входа счетчика DAQ Assistant Data к входному терминалу Data цифрового выхода DAQ Assistant.
- Обратите внимание, что преобразование из динамического ВП с данными вставляется автоматически.
- Это связано с тем, что тип данных входа счетчика является динамическим, а цифровой выход требует одномерного массива числовых значений.
- Подключите выход Stopped от входа счетчика DAQ Assistant к входу Stop (T) цифрового выхода DAQ Assistant.
- Это останавливает цифровую генерацию, если нажата кнопка Stop
- Создайте условие остановки для включения при нажатии кнопки Stop или обнаружении ошибки
- Отключите условный терминал от выходного терминала Stopped входа счетчика DAQ Assistant
- Щелкните блок-диаграмму правой кнопкой мыши и выберите Programming »Boolean» или
- Подключите выход от кнопки управления Stop к нижнему входу логической функции Or
- Щелкните правой кнопкой мыши блок-схему и выберите Programming »Cluster, Class, & Variant» Unbundle by Name и поместите это справа от цифрового выхода DAQ Assistant.
- Подключите выходной терминал Error Out цифрового выхода DAQ Assistant к входу функции Unbundle by Name и убедитесь, что Status выбран как unbundled
- Подключите выход функции Unbundle by Name к верхнему входу функции Or
- Подключите выход функции Or ко входу условного терминала .
- Запустите VI и посмотрите на результаты
- Индикатор Edge Count должен соответствовать двоичному выходу светодиодов.
Вы можете преобразовать экспресс-ВП DAQ Assistant в низкоуровневые функции NI-DAQmx, щелкнув правой кнопкой мыши DAQ Assistant и выбрав Generate NI-DAQmx Code .Низкоуровневый API NI-DAQmx предоставляет больше функций и возможностей настройки для программирования.