Yn yr oes sydd ohoni o gridiau clyfar eang, nid "pŵer-tracio blychau metel" yn unig yw mesuryddion trydan bellach-nhw yw nodau craidd casglu data trydan, a rhyngwynebau mesuryddion clyfar ynghyd â phrotocolau cyfathrebu mesurydd yw'r allweddi i sicrhau bod mesuryddion "yn siarad iaith y grid ac yn trosglwyddo data'n gywir." Mae'r erthygl hon yn dadansoddi rhyngwynebau mesurydd prif ffrwd byd-eang, cymwysiadau protocol Modbus-RTU, a pham mai RS485 yw'r dewis gorau ar gyfer cyfathrebu mesurydd.
Y "Gorfodol Trosglwyddo Data" ar gyfer Mesuryddion
Fel asgwrn cefn offer mesuryddion trydan, mae'n rhaid i fesuryddion nid yn unig gofnodi'r defnydd o bŵer yn fanwl ond hefyd ddarparu data'n ddibynadwy i systemau darllen mesuryddion o bell a llwyfannau monitro pŵer-yn debyg iawn i becyn mae angen "llwybr danfon" a "rheolau cyfeiriad." Rhyngwyneb RS485 metr yw'r "llwybr corfforol" ar gyfer data, tra mai protocolau Modbus yw'r "rheolau digidol" ar gyfer rhyngweithio.
Os yw rhyngwynebau fel "dinasoedd," protocolau yw'r "ieithoedd a siaredir yno": dim ond pan fydd y ddwy ochr yn defnyddio'r un rhyngwyneb mesurydd a phrotocol y gellir adnabod a dosrannu data yn gywir. Yn fyd-eang, mae rhyngwynebau mesuryddion a phrotocolau wedi cydgyfeirio i safonau prif ffrwd, gyda RS485 ar gyfer mesuryddion clyfar yn arwain ym maes mabwysiadu, a phrotocolau wedi'u rhannu rhwng categorïau "cyffredinol diwydiannol" a "phŵer-penodol".
Rhyngwynebau Mesuryddion Prif Ffrwd Byd-eang: Pam mai RS485 yw'r "Mynd-I Ddewis"
Rhaid i ddyluniad rhyngwyneb mesurydd gydbwyso sefydlogrwydd, gwrth-ymyrraeth, cost a chydnawsedd. Mae rhyngwynebau mesuryddion clyfar byd-eang heddiw yn perthyn i sawl categori, ac mae rhyngwynebau RS485 yn cyfrif am dros 70% o osodiadau-gan eu gwneud yn "opsiwn dominyddol" diamheuol.
Rhyngwyneb RS485: Y "Sianel Gyffredinol" ar gyfer Mesuryddion
RS485 yw'r rhyngwyneb mesurydd a ddefnyddir fwyaf yn fyd-eang yn enwedig yn Tsieina, lle dyma'r rhyngwyneb gwifrau mwyaf poblogaidd ar gyfer mesuryddion deallus, gan gwmpasu dros 90% o fesuryddion preswyl a diwydiannol.
Mae ei fanteision craidd yn cyd-fynd yn berffaith â senarios system darllen mesurydd canolog:
- Pellter trosglwyddo hir: Yn defnyddio signalau gwahaniaethol i gyrraedd hyd at 1200 metr, gan gwmpasu clystyrau mesuryddion yn hawdd mewn adeiladau preswyl cyfan neu ffatrïoedd mawr.
- Gwrth{0}}ymyrraeth gref: Yn gwrthsefyll ymyrraeth modd electromagnetig a chyffredin mewn systemau pŵer, gan sicrhau trosglwyddiad data mesurydd sefydlog hyd yn oed mewn amgylcheddau trydanol cymhleth.
- Cydnawsedd-dyfais aml: Mae bws sengl yn cysylltu hyd at 128 metr (gallu gollwng lluosog), gan leihau costau gwifrau'n sylweddol ar gyfer systemau darllen mesuryddion grid clyfar.
- Cost-yn effeithiol: Mae technoleg aeddfed a chostau caledwedd isel yn ei gwneud yn ddelfrydol fneu osodiadau mesurydd ar raddfa fawr.
Mae'r nodweddion hyn yn golygu mai RS485 yw'r “ateb gorau posiblar gyfer mesuryddion cymunedol preswyl a chasglu data mesuryddion diwydiannol"-ar gyfer example, gall un bws RS485 gasglu data o ddwsinau o fetrau mewn adeilad preswyl.
Mathau Eraill o Ryngwyneb Mesuryddion
Y tu hwnt i RS485, mae mesuryddion yn defnyddio rhyngwynebau eraill ar gyfer anghenion arbenigol:
- Isgoch (IrDA): Mae "dewis hyblyg ar gyferdarlleniad mesurydd amrediad byr, " yn nodweddiadol rhyngwyneb isgoch wedi'i fodiwleiddio a ddefnyddir ar gyfer dyfeisiau llaw ar-safle idarllen data metr senglneu ffurfweddu gosodiadau (ee, staff eiddo yn defnyddio terfynell i gasglu data yn lleol).
- Ethernet (RJ45): Y "sianel gyflym-uchel" ar gyfer gridiau clyfar, wedi'i chynnwys yn unigmesuryddion pŵer rhwydwaith uchel-diwedd. Mae'n cefnogi TCP/IP, yn cysylltu'n uniongyrchol â rhwydweithiau ardal leol, ac yn galluogi trawsyrru cyflymder milieiliad lefel uchel-yn ddelfrydol ar gyfersystemau monitro pŵer diwydiannolgyda-gofynion amser real llym.
- Rhyngwynebau di-wifr: Datrysiadau ar gyfer gosod mesuryddion o bell (lleoliadau anghysbell / gwasgaredig):
DS-IoT/LoRa:-pŵer isel, eang-sylw, a rhwydwaith-annibynnol; -unedau wedi'u pweru gan fatri yn gweithredu am flynyddoedd, yn berffaith ar gyfer mesuryddion clyfar gwledig neu fesuryddion golau stryd (ardaloedd gwasgaredig, anodd-gwifro).
Wi{0}}Fi:Trawsyriant cyflym ond defnydd pŵer uchel, sy'n addas ar gyfer mesuryddion adeiladu masnachol (pŵer sefydlog,-amrediad byr).
4G:Mae'n trosoledd rhwydweithiau cludwyr symudol ar gyfer derbyniad eang a-darllen mesuryddion o bell amser real, sy'n ddelfrydol ar gyfer mesuryddion gwasgaredig maestrefol.
- Rhyngwynebau arbenigol:
RS232: Cyfyngedig i 15-pwynt metr-trawsyriad pwynt i bwynt; disodlwyd i raddau helaeth gan RS485, a ddefnyddir yn unig ar gyferdadfygio mesurydd etifeddiaeth.
USB: Canysallforio data lleolneu ffurfwedd-ddimar gyfer darllen o bell.
Protocolau Mesuryddion Prif Ffrwd Byd-eang: "Iaith Gyffredin" Trosglwyddo Data
Rhyngwynebau yw'r "sianel," ond protocolau yw'r "iaith"-hyd yn oed gyda rhyngwynebau sy'n cyfateb, heb eu cyfatebprotocolau cyfathrebu mesuryddtroi data yn "gibberish." Heddiwprotocolau mesuryddion clyfar byd-eangwedi'i rannu'n fathau "diwydiannol cyffredinol" a "pŵer-penodol".
Protocolau Cyffredinol Diwydiannol: Yr "Iaith Sylfaenol" ar gyfer Cydnawsedd Dyfais Traws-
Mae'r protocolau hyn yn gadael i fesuryddion gyfathrebu ag offer diwydiannol (PLCs, systemau monitro), gyda'rTeulu protocol Modbusfel yr arweinydd byd-eang.
Modbus-RTU: "Partner Aur" RS485
Modbus{0}}RTU yw'r protocol mesurydd a ddefnyddir fwyaf yn fyd-eang-bron yn "gyfateb safonol" ar gyfer RS485. Mae'r paru hwn yn dal dros 70% o'r farchnad cyfathrebu mesuryddion byd-eang.
Ei fanteision allweddol:
- Strwythur syml:Mae fframiau data clir yn gwneud dosrannu data mesurydd yn hawdd.
- Agor{0}}ffynhonnell ac am ddim:Dim ffioedd trwyddedu; a gefnogir gan bob dyfais darllen mesurydd, PLCs, a systemau monitro.
- Cydnawsedd uchel:Yn gweithio gyda bron pob un o'r mesuryddion clyfar domestig neu wedi'i fewnforio â chyfarpar RS485.
- Wedi'i optimeiddio ar gyfer-cyflymder isel canolig:Perffaith ar gyfer casglu data defnydd pŵer neu ddarllen paramedr (dim gwastraff lled band).
Er enghraifft, mae systemau darllen mesurydd canolog preswyl yn defnyddio "RS485 bus + Modbus-RTU" i gasglu data o ddwsinau o fetrau trwy un llinell.
Modbus-TCP: Yr "Iaith Cyflymder Uchel-" ar gyfer Mesuryddion Ethernet
Mae'r amrywiad Ethernet hwn sy'n gydnaws â Modbus yn gweithio gyda rhyngwynebau RJ45 a TCP/IP, gan alluogi trawsyrru cyflymder uchel sy'n hanfodol ar gyfer systemau monitro amser real grid clyfar sydd angen data mesurydd lefel milieiliad.
Pŵer{0}}Protocolau Penodol: "Ieithoedd Arbenigol" ar gyfer Mesuryddion
Mae protocolau diwydiannol yn rhagori ar gyffredinolrwydd, ond mae gan senarios pŵer anghenion unigryw (bil, logio digwyddiadau), felly mae rhanbarthau wedi datblygu-protocolau mesurydd pŵer penodol:
-
DL/T 645 a DL/T 698: Safonau Gorfodol Tsieina
Mae'r safonau cenedlaethol hyn yn ofynnol ar gyfer mesuryddion clyfar domestig, sydd wedi'u cynllunio ar gyfer "mesuryddion trydan," "rheoli costau," a "logio digwyddiadau."
Maent wedi'u teilwra i weithrediadau pŵer Tsieineaidd (ee, prisiau haenog, toriadau rhagdalu, rhybuddion diffygion) ac yn aml yn cael eu paru â RS485 + Modbus-RTU: mae mesuryddion yn defnyddio DL/T 645 yn fewnol ar gyfer tasgau pŵer, yna'n cyfathrebu â systemau darllen mesurydd trwy Modbus-RTU.
-
IEC 62056: "Protocol Agored" Ewrop
Fe'i gelwir hefyd yn "DLMS/COSEM," mae'r safon Ewropeaidd hon yn blaenoriaethu bod yn agored-mae'n cefnogi rhyngwynebau lluosog (RS485, isgoch, Ethernet) ac yn gweithio gyda brandiau/mathau mesuryddion amrywiol, gan ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cyfathrebu mesurydd prosiect pŵer trawsffiniol (ee, rhannu data grid traws-Ewropeaidd).
-
M-BUS: Y "Protocol Rhwydwaith" ar gyfer Systemau Aml-Mesuryddion
Mae M-BUS yn rhwydweithio mesuryddion dŵr, trydan a gwres, gan gefnogi trawsyrru 1000 metr. Ar y cyd â RS485, mae'n pwerau "systemau darllen integredig aml-metr cymunedol" (ee, staff eiddo yn casglu data trydan / dŵr trwy un system).
-
IEC 61850: Y "Protocol Diwedd Uchel-" ar gyfer Gridiau Clyfar
Protocol grid clyfar craidd ar gyfer is-orsafoedd a mesuryddion foltedd uchel, mae'n galluogi "trosglwyddiad data cyfaint uchel mewn amser real" a "dyfais-i-awtomatiaeth dyfais"-ee, gall mesurydd is-orsaf ddiffygiol roi gwybod i'r ganolfan reoli yn awtomatig drwy IEC 618, gan ei gwneud hi'n bosibl i'r protocol rheoli yn y dyfodol drwy IEC 618 "i'r dyfodol; mesuryddion clyfar premiwm.
Di-wifr -Protocolau Penodol: "Ieithoedd Unigryw" ar gyfer Mesuryddion Anghysbell
Mae mesuryddion di-wifr yn defnyddio protocolau pwrpasol:
- MQTT: Protocol IoT ysgafn ar gyfer NB-IoT/LoRa; -pŵer isel a chryno, perffaith ar gyferdarllen mesurydd o bell(-unedau wedi'u pweru gan batri).
- Protocolau 4G: Trosoledd TCP/UDP symudol ar gyfer -trwybwn uchel,-trosglwyddiad amser real-yn ddelfrydol ar gyfermesuryddion clyfar ardal anghysbelli uwchlwytho data yn fyw.
Rhyngwynebau a Phrotocolau Mesuryddion UTP: Atebion Prif Ffrwd ar Waith
Fel gwneuthurwr mesurydd domestig, mae dewisiadau rhyngwyneb/protocol UTP yn cyd-fynd â safonau mesuryddion clyfar byd-eang:
RS485 fel y rhyngwyneb craidd: Mae ei aeddfedrwydd, ei ddibynadwyedd, a'i gost isel yn ei gwneud yn rhagosodedig ar gyfer mesuryddion clyfar gwifrau UTP.
Senario-protocolau wedi'u teilwra:
- Mesuryddion AC domestig: DL/T 645/698 (ynghyd â Modbus-RTU) ar gyfergweithrediadau pŵer domestig.
- Mesuryddion DC domestig (siyntio integredig): DL/T 645/698 (mae bron pob un yn cefnogi Modbus-RTU).
- Mesuryddion DC tramor (siyntio integredig): protocol SLIP (wedi'i addasu i dramoramgylcheddau rhwydwaith).
- Mesuryddion AC tramor: Modbus-RTU (yn cydymffurfio âsafonau cyfathrebu mesurydd cyffredinol byd-eang).
Dominyddiaeth RS485 + Modbus-RTU
Cyfluniad prif ffrwd mesurydd clyfar byd-eang heddiw yw RS485 + Modbus-RTU-mae "sefydlogrwydd, cost isel, a chydnawsedd uchel" y paru hwn yn rhoi dros 70% o'r farchnad fyd-eang iddo, heb unrhyw amnewidiad tymor byr yn y sectorau mesurydd foltedd isel preswyl neu ddiwydiannol.
Bydd tueddiadau'r dyfodol yn "drac-deuol":
- Cyfeiriad gwifrau: RS{0}} Modbus-RTU/IEC 62056 yn parhau i fod yn drech ar gyfer darllen canolog traddodiadol a monitro diwydiannol.
- Cyfeiriad diwifr:DS-Mae IoT/LoRa + MQTT neu 4G yn cynyddu fel y prif ddewisiadau ar gyfer mesuryddion ardal anghysbell a mesuryddion cymunedol newydd, gan ysgogi uwchraddio mesuryddion "di-wifr, deallus".
O ryngwynebau i brotocolau, mae cyfathrebu mesurydd yn esblygu o amgylch "dibynadwyedd, effeithlonrwydd, a chost isel"-y manylion technegol bach hyn yw asgwrn cefn gweithrediad system pŵer sefydlog a throsglwyddo data cywir.