ไซต์งานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ไม่ได้ตั้งใจที่จะสร้างสภาพแวดล้อมการวัดแสงแบบกระจัดกระจาย มันเกิดขึ้นทีละน้อย: ช่างสร้างแผงได้ติดตั้งมิเตอร์ยี่ห้อหนึ่งสำหรับผู้มีรายได้หลัก ผู้รับเหมาไฟฟ้าเพิ่มอีกหนึ่งยี่ห้อสำหรับสายการผลิตใหม่และโครงการติดตั้งเพิ่มอีกหนึ่งในสามสำหรับวงจรไฟส่องสว่าง อุปกรณ์แต่ละเครื่องพูดภาษาถิ่นของรีจิสเตอร์ อัตรารับส่งข้อมูล และรูปแบบการจัดการที่อยู่ของตัวเอง ผลลัพธ์ที่ได้คือสิ่งอำนวยความสะดวกที่สร้างข้อมูลไฟฟ้าจำนวนมหาศาล แต่ยังไม่สามารถตอบคำถามง่ายๆ ได้: จริงๆ แล้วพลังงานถูกใช้ไปที่ไหน และเพราะเหตุใด
นี่คือเหตุผลในทางปฏิบัติที่วิศวกรโรงงานจำนวนมากมารวมกันโดยใช้โปรโตคอลอนุกรมเดียวสำหรับชั้นการสูบจ่ายของพวกเขา มีการกำหนดค่าอย่างดี เกตเวย์อัจฉริยะ ตั้งอยู่ระหว่างอุปกรณ์ภาคสนามและระบบอัปสตรีม แปลการรับส่งข้อมูล RS485 เป็นรูปแบบบนอีเทอร์เน็ตที่แพลตฟอร์มการจัดการอาคาร เลเยอร์ SCADA และแดชบอร์ดบนคลาวด์สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องใช้ไดรเวอร์แบบกำหนดเองสำหรับมิเตอร์ทุกรุ่น แทนที่จะรักษาการบูรณาการแบบจุดต่อจุดหลายสิบจุด โรงงานจะสร้างมาตรฐานในรูปแบบการกำหนดที่อยู่เดียวและลอจิกโพลหนึ่งรายการ จากนั้นปล่อยให้เกตเวย์จัดการงานแปล
หน่วยเกตเวย์ที่แปลงการรับส่งข้อมูลฟิลด์ RS485 ให้เป็นสตรีมข้อมูลบนอีเทอร์เน็ต
ไดรเวอร์พื้นฐานคือต้นทุนการเป็นเจ้าของ สิ่งอำนวยความสะดวกที่ใช้โปรโตคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์ผสมผสานกันจะรายงานรอบการทดสอบการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและค่าใช้จ่ายในการรวมระบบที่สูงขึ้นทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนมิเตอร์หรือเพิ่มวงจรใหม่ เลเยอร์โปรโตคอลที่ใช้ร่วมกันจะช่วยลดแรงเสียดทานนั้นเนื่องจากก เครื่องวัดพลังงาน Modbus โดยหลักการแล้ว จากผู้ขายที่ปฏิบัติตามกฎเกณฑ์ใดๆ สามารถเพิ่มลงในเครือข่ายได้โดยใช้ลอจิกการลงทะเบียนเดียวกันกับที่บันทึกไว้แล้วสำหรับส่วนที่เหลือในฟลีต
การสื่อสาร Modbus RTU เป็นไปตามโมเดลหลักและรุ่นรองบนบัสอนุกรมที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะต่อสายเป็น RS485 อุปกรณ์หลักหนึ่งเครื่อง ซึ่งโดยปกติจะเป็นเกตเวย์หรือตัวควบคุมภายในเครื่อง จะออกคำขอที่มีที่อยู่อุปกรณ์และโค้ดฟังก์ชัน เฉพาะอุปกรณ์สเลฟที่ตรงกับที่อยู่นั้นเท่านั้นที่ตอบสนอง ซึ่งทำให้บัสสามารถกำหนดได้ แม้ว่าหลายสิบเมตรจะใช้คู่สายเคเบิลเดียวกันก็ตาม รหัสฟังก์ชันกำหนดการดำเนินการ: การอ่านรีจิสเตอร์ค้างสำหรับค่าที่วัดได้ การอ่านรีจิสเตอร์อินพุตสำหรับข้อมูลสถานะ หรือการเขียนรีจิสเตอร์เดี่ยวสำหรับการเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่า
การรวมเครื่องวัดพลังงาน RS485 ขึ้นอยู่กับระเบียบวินัยทางกายภาพเป็นอย่างมาก ขั้วของสายไฟ โทโพโลยีแบบสายโซ่เดซี่แทนการเดินสายแบบสตาร์ และความต้านทานการสิ้นสุดที่ถูกต้องที่ปลายทั้งสองด้านของบัส ล้วนส่งผลต่อว่ามิเตอร์จะตอบสนองได้อย่างน่าเชื่อถือในระยะทางไกลกว่าหรืออัตรารับส่งข้อมูลที่สูงขึ้นหรือไม่ อุปกรณ์ที่ข้ามตัวต้านทานการสิ้นสุดมักจะเห็นการหมดเวลาเป็นระยะๆ ซึ่งดูเหมือนปัญหาซอฟต์แวร์ แต่จริงๆ แล้วเป็นปัญหาเกี่ยวกับสายไฟ
ช่วยแยกว่าอุปกรณ์แต่ละประเภทมีส่วนช่วยอะไรบ้างก่อนที่จะออกแบบเครือข่าย ก เครื่องวัดพลังงานหลายวงจร วัดค่าตัวป้อนจำนวนมากจากยูนิตเดียว ซึ่งเหมาะกับแผงที่มีวงจรกระแสต่ำหลายสิบวงจร เช่น ไฟส่องสว่างหรือโหลดของผู้เช่าแบบมิเตอร์ย่อย ก เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า ก้าวไปอีกขั้นโดยจับฮาร์โมนิค แรงดันไฟฟ้าตก การกะพริบ และเหตุการณ์ชั่วคราวที่เครื่องวัดพลังงานพื้นฐานมักไม่ได้บันทึก เกตเวย์ไม่ได้วัดสิ่งใดในตัวเอง งานของมันคือการรวบรวมและการแปล
| ประเภทอุปกรณ์ | ฟังก์ชั่นหลัก | ตำแหน่งทั่วไป |
|---|---|---|
| หลายวงจรs Energy Meter | การติดตามการใช้วงจรย่อย | แผงกระจายสินค้า การวัดแสงย่อยของผู้เช่า |
| เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า | ฮาร์มอนิก แซ็ก ทรานเซียนท์ | ผู้มีรายได้หลัก ตัวป้อนภาระที่มีความละเอียดอ่อน |
| เกตเวย์อัจฉริยะ (ANet series) | การแปลงโปรโตคอล การรวบรวมข้อมูล | ห้องสื่อสาร ตู้เครือข่าย |
กลุ่มผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์เกตเวย์ ANet มักจะถูกจับคู่กับกลุ่มมิเตอร์ เนื่องจากได้รับการออกแบบโดยใช้รูปแบบการลงทะเบียนเดียวกันกับที่มิเตอร์ใช้อยู่แล้ว ซึ่งจะทำให้งานการทำแผนที่สั้นลงที่อธิบายไว้ในส่วนถัดไป การเลือกอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานร่วมกันจะช่วยลดการกำหนดค่าแบบกำหนดเองซึ่งมิเช่นนั้นตกเป็นหน้าที่ของวิศวกรผู้ว่าจ้าง
การแมปข้อมูลมิเตอร์วัดพลังงานเป็นกระบวนการจัดทำเอกสารว่าที่อยู่ลงทะเบียนใดสอดคล้องกับปริมาณทางกายภาพ ประเภทข้อมูลที่ใช้ และปัจจัยการปรับขนาดที่ต้องนำมาใช้ก่อนที่จำนวนเต็มดิบจะกลายเป็นค่าทางวิศวกรรมที่มีความหมาย การข้ามเอกสารนี้เป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดที่โครงการบูรณาการต้องหยุดชะงักกลางทาง เนื่องจากใครก็ตามที่กำหนดค่าแท็ก SCADA จะต้องวิศวกรรมย้อนกลับการแมปจากการลองผิดลองถูก
| ที่อยู่ลงทะเบียน | พารามิเตอร์ | ประเภทข้อมูล | การปรับขนาด |
|---|---|---|---|
| 0x0000 | แรงดันไฟฟ้าเฟส A | 16 บิตที่ไม่ได้ลงนาม | หารด้วย 10 |
| 0x0006 | กระแสเฟส A | 16 บิตที่ไม่ได้ลงนาม | หารด้วย 1000 |
| 0x000C | กำลังใช้งานทั้งหมด | เซ็นชื่อ 32 บิต | หารด้วย 100 |
| 0x0100 | พลังงานสะสม | 32 บิตที่ไม่ได้ลงนาม | หารด้วย 100 |
ระเบียบวินัยที่เป็นประโยชน์คือการควบคุมเวอร์ชันแผนที่ทะเบียนควบคู่ไปกับแผนผังสายไฟ ดังนั้นช่างเทคนิคที่เปลี่ยนมิเตอร์ที่ล้มเหลวในปีต่อมาจึงไม่จำเป็นต้องคาดเดารูปแบบการกำหนดที่อยู่เดิม หากเป็นไปได้ สร้างมาตรฐานบนแผนที่เดียวกันทุกแห่ง เครื่องวัดพลังงาน Modbus ในกลุ่มยานพาหนะ แม้จะมีขนาดวงจรต่างกัน หมายความว่าเทมเพลต SCADA เดียวกันนั้นสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ แทนที่จะสร้างใหม่สำหรับทุกแผง
ทีมงานอำนวยความสะดวกที่ย้ายจากการอ่านค่ามิเตอร์แบบแยกไปยังเครือข่ายรวมเกตเวย์ โดยทั่วไปจะรายงานผลกระทบที่วัดได้สองประการ: ความคลาดเคลื่อนน้อยลงระหว่างปริมาณการใช้ที่เรียกเก็บเงินและแบบมิเตอร์ และความพยายามด้วยตนเองที่ลดลงอย่างมากในการปรับยอดการอ่านข้ามแผง ตัวเลขต่อไปนี้สรุปผลลัพธ์ที่รายงานในสิ่งอำนวยความสะดวกประเภทต่างๆ หลังจากกำหนดมาตรฐานในการรวมเครื่องวัดพลังงาน RS485 กับเลเยอร์เกตเวย์ทั่วไป
การกำหนดค่าเกตเวย์สำหรับระบบไฟฟ้าเป็นไปตามลำดับที่คาดเดาได้ และการข้ามขั้นตอนที่ไม่เป็นระเบียบเป็นสาเหตุของความล่าช้าส่วนใหญ่ รายการด้านล่างนี้สะท้อนถึงลำดับที่ทีมว่าจ้างส่วนใหญ่พบว่ามีประสิทธิผล
การแปลงโปรโตคอลทางอุตสาหกรรมจะซับซ้อนมากขึ้นเมื่อสถานที่ผสมเซ็กเมนต์อนุกรมและอีเทอร์เน็ต เนื่องจากเกตเวย์ต้องจัดการโมเดลไทม์มิ่งที่แตกต่างกันสองโมเดลพร้อมกัน การประเมินเวลาแฝงในการโพลทางฝั่งอนุกรมต่ำเกินไปเป็นสาเหตุที่พบบ่อยของการอ่านค่าเก่าที่ปรากฏบนแดชบอร์ดที่กำหนดค่าอย่างถูกต้อง
การติดตั้งขนาดเล็กบางแห่งยังคงสำรวจแต่ละมิเตอร์โดยตรงจากตัวควบคุมภายในเครื่อง โดยไม่มีเลเยอร์เกตเวย์เฉพาะ วิธีนี้ใช้งานได้กับอุปกรณ์จำนวนหนึ่ง แต่จะลดระดับลงเมื่อกลุ่มยานพาหนะเติบโตขึ้น การเปรียบเทียบเรดาร์ด้านล่างสะท้อนให้เห็นว่าทั้งสองแนวทางเปรียบเทียบกันในมิติเชิงปฏิบัติทั้งห้ามิติอย่างไร
การโพลโดยตรงสามารถมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเกตเวย์บนเวลาแฝงดิบสำหรับจำนวนอุปกรณ์ที่น้อยมาก แต่ข้อดีนั้นจะหายไปเมื่อสถานที่เพิ่มโปรโตคอลที่สอง ตัวควบคุมที่ซ้ำซ้อน หรือมากกว่าประมาณสิบห้าเมตรบนบัสหนึ่งตัว
การปฏิบัติต่อรายการตรวจสอบนี้เป็นเอกสารลงนามอย่างเป็นทางการ แทนที่จะเป็นนิสัยที่ไม่เป็นทางการ เป็นสิ่งที่แยกโครงการทดสอบเดินเครื่องที่เสร็จสิ้นตามกำหนดเวลาออกจากโครงการที่เปิดตู้เดินสายไฟเดิมอีกครั้งสามครั้ง
Modbus RTU ทำงานบนบัส RS485 แบบอนุกรมและใช้งานได้ทั่วไปในระดับมิเตอร์ ในขณะที่ Modbus TCP ทำงานบนอีเธอร์เน็ต และโดยทั่วไปจะใช้ระหว่างเกตเวย์และระบบอัปสตรีม เกตเวย์ทำการแปลงระหว่างทั้งสอง
ข้อมูลจำเพาะมักจะอนุญาตให้มีอุปกรณ์ได้สูงสุด 32 เครื่องต่อเซกเมนต์โดยไม่ต้องใช้รีพีทเตอร์ แต่ความน่าเชื่อถือในทางปฏิบัติที่ความถี่โพลที่ยาวกว่ามักจะได้รับการดูแลที่ดีกว่าเมื่อมีอุปกรณ์น้อยลงต่อเซกเมนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่อุตสาหกรรมที่มีเสียงดัง
เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้าจะบันทึกเหตุการณ์ชั่วคราวที่รวดเร็วและเนื้อหาฮาร์มอนิกที่ต้องใช้อัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงขึ้น ดังนั้นชุดการลงทะเบียนและความถี่การรายงานจึงมีโครงสร้างที่แตกต่างจากมิเตอร์ที่เน้นเฉพาะพลังงานสะสมเท่านั้น
ใช่ ตราบใดที่การกำหนดแอดเดรส อัตรารับส่งข้อมูล และการตั้งค่าพาริตีสอดคล้องกัน และแผนผังการลงทะเบียนของอุปกรณ์แต่ละเครื่องได้รับการจัดทำเป็นเอกสารแยกกัน เนื่องจากเค้าโครงการลงทะเบียนไม่ได้มาตรฐานสำหรับผู้ผลิต
ในรายงานภาคสนามส่วนใหญ่ การเดินสาย RS485 แบบเดซี่เชนที่ไม่มีการยุติหรือไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุหลัก ตามมาด้วยช่วงเวลาการโพลที่ตั้งค่าไว้มากเกินไปสำหรับจำนวนอุปกรณ์บนบัส
