S0 mereni
Z onlinetechnology.cz
Výrobek SDS MICRO (nebo také SDS MACRO) lze snadno připojit jako S0 přijímač, pro účely odečtu energií z měřičů energie (tzv. smartmetering). Pro připojení měřičů energie s protokolem MODBUS RTU nás kontaktujte.
Výchozí zapojovací schémata jsou na konci této stránky. Předpokládá se, že máte elektrotechnickou kvalifikaci.
Co to je S0
S0 je rozhraní definované normou DIN 43864, a každý elektroměr (nebo jiný druh měřiče energie) by jím měl být vybaven. Stejně tak lze S0 výstup získat z plynoměru, z vodoměru, z měřiče tepla a tak dále.
Námi doporučený prodejce elektroměrů je elektromery.com.
Díky S0 rozhraní můžete snadno, přesně a velmi levně získat informace o odběru energie.
Rozhraní S0 je neljevnějším a nejsnazším způsobem jak připojit elektroměr nebo jiný měřič energie k odečtovému zařízení. Další známá rozhraní jsou M-BUS a RS485 (kde jsou použity různé protokoly). V případě, že chcete připojit měřič energie s tímto jiným rozhraním, kontaktujte nás pro další informace.
Záznam S0 impulsů
Pokud potřebujete znát množství elektrické energie, kterou váš elektroměr změřil (množství odběru), pak se rozhraní S0 pro tento účel hodí. Nebo pokud jste majitel elektrárny (fotovoltaická - solární, nebo větrná, nebo kogenerační atd.), a chcete vědět, kolik vám elektrárna aktuálně vydělává. Pro každou kilowatthodinu generuje elektroměr určitý počet impulsů (typicky mezi 250 až 10000 imp./kWh), přičemž v rytmu těchto impulsů je spínán S0 výstup - toto je vyhodnocováno v SDS MICRO a zaznamenáváno.
Stejně to je i u vodoměrů, plynoměrů či měřičů tepla atd. - při odběru energie (spotřeba vody, plynu) jsou generovány S0 impulsy.
Původní mechanické elektroměry měli na S0 výstupu reléový kontakt, takže nebylo potřeba rozlišovat připojovací polaritu, avšak digitální elektroměry mají obvykle S0 výstup realizovaný polovodičovou součástkou, proto je potřeba rozlišovat svorky S0+ a S0- a nepřipojit napětí opačně, mohlo by dojít k destrukci S0 výstupu.
Pozor na elektroměry, které mají více impulsních výstupů a jednu společnou svorku. Tyto jsou obvykle osazeny spínacím optočlenem, který je orientovaný a v opačném směru je tam zapojena ochranná dioda. To znamená, že v takových případech (99% dnešních elektroměrů), musíte společnou svorku připojit na vodič GND (0V). To určitým způsobem omezuje možné varianty připojení S0 k výrobkům SDS MICRO, zjistěte si vnitřní zapojení elektroměru než začnete zapojovat. Není to však až tak velký problém.
S0 výstup tedy neposkytuje napětí, ale jedná se pouze o řízený spínač, který spíná v rytmu impulsů vázaných na aktuální spotřebu.
S0 musí být napájen, typické napájení je 24V, lze použít 12V, maximální je obvykle 27V (vše stejnosměrné). Podle vzdálenosti zpracovací jednotky od elektroměru lze volit vhodné napájecí napětí (vemte do úvahy vliv úbytku na spojovacích vodičích mezi S0 výstupem a zpracovací jednotkou). Maximální délka spojovacích vodiču je 1000 metrů, avšak to vyžaduje vhodně řešené napájení (co nejvyšší napájecí napětí - výhodou je, že SDS MICRO pracuje až do 35Vdc).
Pozor! SDS MICRO má S0 vstup galvanicky spojený se svým napájecím zdrojem a dalšími svorkami. Ovšem ethernetový kabel je galvanicky oddělen, a to na pevnost 1500 Vrms. Pokud potřebujete galvanické oddělení S0 měřiče od datové sítě, tak toto SDS MICRO splňuje (ovšem celá elektronika SDS MICRO je galvanicky spojená s S0, až teprve konektor pro Ethernet je oddělen).
Řešení využívající SDS-MICRO
Univerzální modul SDS-MICRO ve všech variantách má k dispozici čítač S0 impulsů ve svém firmware. Taktéž lze pouzít modul SDS-MACRO, který má vstupů více.
(Od konce července 2010) je firmware rozšířen pro tři S0 vstupy, popř. dva S0 a jeden tarifní vstup. Obecně - k dispozici jsou tři univerzální vstupy, které se dají zapojit do různých kombinací (od tří obyčejných binárních vstupů, přes kombinaci binárních a S0, až po tři samostatné S0 vstupy).
Pokud již máte SDS MICRO a v něm starší firmware, stáhněte si z tohoto webu nový aktualizovaný firmware (zdarma).
Při použití SDS-MICRO pro čítání S0 impulsů zůstávají jeho všechny ostatní funkce samozřejmě stále dostupné.
Při připojení k elektroměru dbejte na správné propojení a nezáměnu svorek (S0+ na S0+, dále S0- na S0-), více viz schéma na konci stránky.
Rozeznání tarifu, popř. režimu dodávka/spotřeba je na optovstupu se svorkami 1+ a 1- respektive 0+ a 0- (přímo na LED optočlenu, musíte doplnit externí zdroj a sériový rezistor pro omezení proudu, jinak se zničí LED, viz schéma na konci stránky). Použití sériového externího rezistoru pro zmíněné optovstupy je skutečně nezbytné (není totiž uvnitř SDS MICRO, ovšem to přináší výhodu, že si to můžete přizpůsobit pro zcela libovolné DC napětí).
Verze SDS-MICRO v DIN krabičce, jenž je v prodeji, má přímo k dispozici svorky pro přímé připojení jednoho S0 rozhraní (přímo označené S0+ a S0-), takže se přímo propojí pomocí dvou drátů na svorky elektroměru a hotovo. Zbývající dva měřiče energie se připojí dle schématu na konci stránky (přes sériový rezistor správné hodnoty - nelze vynechat). Pozor - pokud chcete připojit jeden elektroměr, který má společnou svorku pro více S0 výstupů, zkontrolujte si celkové schéma, protože zřejmě půjde použít jen dva ze tří S0 vstupů na SDS MICRO DIN (ve verzi LIGHT půjdou použít vždy všechny tři).
Poznámka: verze SDS MICRO light, která je ve formě samostatné desky (samostatný modul) má následující schéma připojení, platí pro SDS-MICRO rev1, rev2, rev3 - tato verze totiž nemá ARK svorky, jen pájecí plošky. Výhodou je pak nízká cena a tím velká dostupnost, nevýhodou je nutnost si poradit.
Webová stránka S0 výrobku SDS MICRO
http://192.168.1.250/s0.htm
IP adresu si samozřejmě doplňte dle aktuálního stavu.
Zobrazována je celková akumulovaná spotřeba, přepočítaná na kWh (nebo jinou jednotku s jiným poměrem imp., což si vše nastavíte v administraci). Pomocí výběrové nabídky v horní části si můžete vybrat zobrazování všech tří měřičů energie, nebo jeden konkrétní i s grafem.
Akumulovaná energie a funkce dalšího přepočtu "přes čas" - příklady co lze zobrazit:
- Elektrická energie - akumulovaná spotřeba kWh, přepočet aktuálního odběru kW
- Voda - akumulovaný odběr m3, přepočet aktuálního průtoku l/h
- Plyn - akumulovaný odběr m3, přepočet aktuálního průtoku l/h
- Teplo - akumulovaný odběr GJ, přepočet aktuálního odběru
Dále je také zobrazován graf spotřeby za posledních 24 hodin, kde lze pěkně sledovat nárůst odběru, např. u fotovoltaické elektrárny lze vidět kdy vyráběla (svítilo slunce), u domácnosti zase aktivitu rodiny atd. Protože je možno připojit až tři samostatné měřiče, lze sledovat mnohem více údajů (solární elektrárna - elektroměr výroby a potom elektroměr vlastní spotřeby, a rozdíl je pak zřejmý, a tak dále).
http://192.168.1.250/s0.xml?p=X (kde X = 0 nebo 1 nebo 2 dle čísla OPTO vstupu = konkrétní S0 vstup).
Pokud neuvedete parametr ?p=X (kde X je číslo), pak je automaticky předána informace pro S0 vstup číslo 0 (tj. první vstup). Data lze samozřejmě vytáhnout dynamicky generovaným xml souborem (s0.xml) a dále zpracovat na serveru atd.
Toto vše samozřejmě vytváří podmínky pro multiplatformnost, to znamená, že použití SDS MICRO není omezeno na Windows®, ale SDS MICRO je Linux Ready, stránky lze otevřít v MAC OS a tak dále. Zobrazení XML souboru je možné i na mobilních zařízeních, a tak můžete mít přehled o odběru/spotřebě i "na cestách". Díky tomu, že nepoužíváme Flash®, lze prohlížet stránky i ve specifických prohlížečích (tj. zejména je potřeba vyzdvihnout funkčnost na iPhone®).
Rozlišení přístupu pro více uživatelů
Pokud má k zobrazení stavu S0 pro jednotlivé informace přistupovat více různých uživatelů, přičemž výslovně chcete, aby konkrétní uživatelé měli přístup jen ke konkrétním informacím, je zde možnost použít zaheslovaného přístupu k jednotlivým stránkám s S0 informacemi.
Každý ze tří měřících vstupů má svou stránku, a přístup ke každé této stránce lze chránit heslem.
Přístup se pak neprovádí přes /s0.htm, ale přes /e0 nebo /e1 nebo /e2 (podle vstupu 0,1,2). Příklad: celá adresa pro druhý vstup pak bude (samozřejmě IP bude dle vaší konfigurace):
http://192.168.1.250/e1
Po zadání této adresy se otevře nabídka s přihlášením, a po vyplnění správného hesla se zobrazí stránka pro konkrétní S0 vstup. Heslo pro každý vstup se nastavuje zvlášť, v konfiguraci pro daný vstup ve webovém rozhraní. Pokud se heslo nevyplní (prázdné), pak není pro daný vstup požadováno.
Centralizovaný sběr z více modulů
Každý modul SDS poskytuje komunikační rozhraní (prostřednictvím Ethernetu), pomocí kterého z něj lze číst aktuální a historická data, a to nejen z měření S0 impulsů. Připojit se tedy lze z centrálního sběrného bodu, na kterém je spuštěn vhodný software, a zapisovat a zobrazovat hodnoty měření z více (neomezeně) měřených bodů. Toto je vhodné např. pro centrální tarifikaci pro poskytovatele elektrické energie, nebo pro centrální správu více odběrných míst, které spadají pod jednoho odběratele.
Pokud již existuje centrální server (časté u ISP, kteří mají centrální dohled nad infrastrukturou sítě), lze právě pomocí zmíněného komunikačního rozhraní snadno a vhodně doplnit odečet spotřeby energie, záznam historie spotřeby a například zobrazování grafů spotřeby. Toto nabízíme i my, prostřednictvím webového portálu (viz dále). Popř. si můžete spustit vlasní server (vlastní PC s Win32) na kterém spustíte program SDS-LOG a data budete zachytávat tímto programem.
Díky tomu že je vše postaveno na technologii Ethernetu, může být propojení realizováno množstvím různých způsobů. Nepřístupné lokality lze připojit přes GSM síť (IP přes GPRS), lze využívat WiFi, satelitní spojení, využít silové kabely pro přenos Ethernetu (např. při dodatečném vybavení vzdálené vodárny, kdy je k dispozici pouze napájecí kabel), xDSL modemy, optické kabely s převodníkem na Ethernetovou metaliku, a tak dále. Záleží to na schopnosti a zkušenostech realizátora pro danou lokalitu. Samotný přenos používá TCP/IP pakety a je velmi nenáročný na přenosové pásmo a podmínky, takže lze využít i velmi pomalé linky. Další určitou možností je proudloužení linky pro S0, což je možné provést kabelem (při dodržení důležitých podmínek) až na zhruba 250m vzdálenosti (mezi měřičem a SDS MICRO) - ovšem toto není doporučeno, lze to použít jen jako nouzové řešení, vždy je vhodnější prodlužovat Ethernet než S0.
Další informace k hromadným odečtům měřičů energie naleznete zde.
Webový portál
Od října 2010 je spuštěn webový portál pro zobrazování a archivaci měření energií. Pro rok 2012 chystáme zcela novou, vylepšenou verzi (opět zcela zdarma pro majitele zařízení SDS).
Každý majitel zařízení SDS MICRO má přístup k portálu (a jeho využívání) zcela zadarmo.
Pokud tedy do zařízení nahrajete vhodný program v SDS-C (viz konkrétní stránka s detaily na tomto webu), pak zařízení bude pravidelně odesílat informace (hodnoty S0) na server portálu. Uživatel (vy) se pak má možnost bezpečně přihlásit a tedy odkudkoliv z internetu (i bez přímého přístupu k zařízení, které tak nemusí mít veřejnou IP adresu) si data prohlédnout, nebo si stáhnout archivní záznamy (CSV soubory do Excelu, které lze pomocí maker v Excelu dále zpracovat, např. pro fakturaci atd.).
Jiné možnosti archivování hodnot S0 (mimo portál)
Pokud nechcete využít portál a přesto mít určité možnosti archivovat si údaje, musíte si to realizovat sami - SDS MICRO je k tomu vybaveno, ovšem konkrétní realizace je na vás.
Jako příklad se můžete podívat na tento odkaz - ukazuje možnost archivace záznamů v emailové schránce.
Nebo pokud potřebujete centrální archivaci na vašem vlastním počítači (např. když máte svou síť, která není připojena k Internetu), použijte program SDS log.
Rozeznání aktuálního tarifu
Volba tarifu pro vícetarifní měření, u elektroměrů, je nejčastěji prováděna pomocí přítomnost nebo nepřítomnosti fázového napětí na řídící vodiči. Elektroměry mají pak obvykle vstup, kam se tento vodič zapojí, a pak podle přítomnosti napětí na tomto vstupu počítá elektroměr v daném odpovídajícím tarifu (obvykle vysoká / nízká sazba atd.).
SDS MICRO má dva samostatné opticky izolované vstupy, takže při vhodném zapojení dodatečných externích obvodů, lze provést detekci aktuálního tarifu také (využijte svorky 1+ a 1-, resp. 0+ a 0-, pozor vedou přímo na LED v optočlenu). Pozor! Ať vás ani nenapadne připojit síťové napětí přímo na svorky SDS MICRO - musíte použít externí oddělovač (například tento), který transformuje síťové napětí na bezpečné nízké napětí, se kterým mohou optočleny v SDS MICRO pracovat. Ideální řešení je použít bezpečné relé s cívkou na 230Vac, a kontakty relé využít pro spínání napětí do binárního optovstupu SDS MICRO (opět nezapomeňte na rezistor).
Firmware lze nakonfigurovat pro automatické rozeznání tarifu (konfigurace prostřednictvím webového rozhraní).
Funkci rozeznání tarifu lze využít také v centrálním monitorovacím (serverovém) programu, viz příslušná stránka.
Různé přístroje mají různé výstupy
Ne všechny měřiče energií mají S0 výstup, i když mají impulsní výstup.
Příkladem může být např. vodoměr typ KA 1387 - 4, který má uvnitř elektroniku, je potřeba ho externě napájet, a který má přímo dvouvodičový výstup, na kterém se při impulsu objeví napětí (oproti S0 výstupu, který napětí nedodává, který se chová pouze jako spínač).
Takové výstupy, tj. výstupy měřičů energie, které dodávají napěťový signál při impulsu, lze k zařízení SDS MICRO a MACRO také připojit, ale je potřeba provést odlišný způsob konkrétního zapojení !
Při špatném zapojení může dojít ke zničení elektroniky v měřiči energie.
Příklad pro zmíněný vodoměr KA 1387 - 4:
Vodoměr má vyvedené tři vodiče. Jeden je společný (zem / GND / 0V), ten se připojuje na GND zdroje, a současně se musí připojit na GND zařízení SDS (propojit GND všech zdrojů, jinak se zničí elektronika). Dále je zde vodič pro napájení vodoměru, v daném případě se jedná o 12Vdc. Toto napětí je možné sdílet se zařízením SDS (použít stejný zdroj).
Poslední vodič je vodič, na kterém se objeví napětí (zde to bude 5Vdc vůči GND) při impulsu. Proto je potřeba zapojit tento vodič přímo na obyčejný opto vstup zařízení SDS, nezapomeňte však na sériový rezistor (jinak shoří LED v optočlenu zařízení SDS). Pro konkrétní vodoměr, kdy je k dispozici 5Vdc při impulsu, je vhodný sériový rezistor asi 390 ohmů - je potřeba zajistit dostatečný proud LED diodou v optočlenu (ne moc malý - při teplotních extrémech by nestačil na rozsvícení , ani moc velký - shořela by).
Pokud si nejste zapojením jisti, pošlete nám dotaz na email. Přiložte kompletní dokumentaci daného měřiče a popis celkové situace, jaké máte napájecí zdroje, vzdálenosti atd.
Připojení k plombovanému elektroměru
Nesmíte zasahovat do neměřené části ! Odstranění plomb bez nahlášení a povolení neprovádějte !
Lze oficiálně požádat dodavatele vaší energie, aby vám nainstaloval tzv. "galvanický oddělovací modul" (příklad pro ČEZ - kontaktujte odbor ČEZ Měření), a až na svorky tohoto modulu můžete legálně a bez obav připojit S0 vstup od SDS MICRO.
Typicky by se cena za instalaci (oddělovacího modulu) měla pohybovat kolem 1000 CZK (a to bude asi bez DPH, skutečnou cenu nevíme, musíte si to sami zjistit). Občas je problém, protože se o to musí zažádat (tak jako o cokoliv jiného) a pak záleží na tom, komu se dovoláte. Často se vám pak vymluví, že potřebný oddělovací modul nechtějí instalovat pro domácnosti... tady už musíte použít své přesvědčovací metody (neměl by být problém, když si to chcete sami celé zaplatit). Instalace pro firmy a velké odběratele by měla být bez problému při objednávání (dle prozatímních informací).
Výstupem galvanického oddělovacího modulu je opět rozhraní S0. Zkontrolujte si, zda-li má elektroměr na svém S0 výstupu garantovanou minimální šířku impulsu (v msec) takovou, kterou umí použitý modul galvanického oddělení spolehlivě zpracovat (je to uvedeno v dokumentaci k danému modulu).
Pokud chcete přes jeden oddělovací modul vést více S0 linek, dejte si pozor na způsob zapojení (společný vodič).
Takže pokud chcete sledovat odběr ze svého oficiální elektroměru (tj. elektroměr patřící distribučnímu závodu), musíte o to oficiálně požádat, a potom by neměl být problém (instalaci provedou pracovníci příslušné firmy). Sami však nesmíte do neměřené části cokoliv připojovat.
Jedná-li se o váš elektroměr (tj. podružný odběr, nebo měření ve vlastním závodě), pak samozřejmě je to čistě vaše záležitost a nikdo vám nemůže způsobovat problémy, můžete přímo využít výstupu S0.
Existuje také možnost snímat impulsy, které vyblikává LED v elektroměru. Většina elektroměrů je osazena LED ve svém čele, přičemž tato LED bliká stejně jako je aktivován spínač S0 výstupu. Použitím vhodného přípravku (fototranzistor) lze i tento způsob získání impulsů využít pro potřeby odečtu pomocí zařízení SDS. Více detailů viz fórum, ostatní uživatelé vám v tomto případě poradí s detaily. Výhodou je zde to, že naprosto nezasáhnete do zaplombovaného měřiče.
Prodloužení spoje mezi SDS MICRO a měřičem
Pokud nemáte možnost vést kabelové spojení mezi měřičem a výrobkem SDS MICRO, je možné použít jiných metod přenosu impulsního signálnu S0 mezi svorkami měřiče a vstupními svorkami SDS MICRO.
Vždy pokud to jde, tak umístěte SDS MICRO u měřiče a spojte tyto dva krátkým kabelem. Ovšem pokud připojujete např. tři odlehlé měřiče (elektroměr, který např. je u SDS MICRO, ale potom vodoměr je daleko a plynoměr taky), pak buď natáhnete delší kabely (což není při správné instalaci problém, je potřeba dodržet normy a bezpečnostní zásady), nebo budete muset přenést S0 jinak.
Problém u dlouhých kabelových tras pro S0 je jednak indukce od souběhů, což se dá částečně řešit doplněním paralelních rezistorů o vhodné velikosti (tak aby to neaktivovalo optočlen), což ovšem vyžaduje zkušenosti a měřící techniku, dále je u takových tras riziko zavlečení cízích napětí (prodření izolace), popř. se může po trase stát zkrat a hledejte pak něco v 1000m kabelu bez speciálního vybavení. Velice důležité je také to, že nesmí dojít ke spojení ani jedné žíly propojovacího kabelu na zem (PE, kovová trubka, atd.), protože tak okamžitě vznikne zemní smyčka (mezi zemí u SDS MICRO a místem spojení na kabelu, nejčastěji se to stane na konci kabelu u měřiče). Tato zemní smyčka může mít likvidační následky pro SDS MICRO.
Vhodný způsob je vést vodiče S0+ a S0- jako kroucený pár, popř. S0- spolu s GND jako jeden kroucený pár a S0+ spolu s GND jako druhý kroucený pár (tj. první pár: S0- a GND, druhý pár: S0+ a GND), přičemž vodič GND zapojíte pouze na jedné straně a na druhé straně zůstane nezapojen ("ve vzduchu"). Která to bude strana (jestli u měřiče nebo u zařízení SDS) musíte vyzkoušet, podle toho kde bude menší rušení.
Ideální řešení je přesunout SDS MICRO přímo k elektroměru, a pak řešit prodloužený přenos LAN. S výhodou lze využít WiFi nebo nejlépe optický kabel a převodníky optika/metalika, což je nejlepší řešení. Je potřeba si uvědomit, že pokud nevhodným připojení S0 výstupů dojde ke ztrátě impulsů, nikdo to nezjistí, vysílání se neopakuje. Proto je vhodné prodlužovat LAN a nikoliv S0.
Schémata připojení
SDS MICRO lze připojit různými způsoby k libovolným měřičům energie, které mají S0 výstup. Připojení S0 výstupu lze provést vhodným kabelem, jeho typ se volí podle délky a požadavkům na izolaci (zejména v případě souběhu se silovými kabely). Pro malé vzdálenosti a současně tam, kde máte jistotu že nedojde k zavlečení cizího napětí (žádné souběhy, nemožnost prodření izolace atd.), lze použít např. kroucenou dvojlinku, UTP kabel atd.
Co je uvnitř SDS MICRO verze DIN?
Všimněte si v jednotlivých schématech externích sériových rezistorů pro jednotlivé vstupy. Vždy je musíte použít, nelze je vynechat. Pokud je vynecháte, zničíte tím okamžite vstup (konkrétně LED v optočlenu) ve výrobku (toto nelze uznat jako závadu pro reklamaci - opravu, tj. výměnu optočlenu a práci s tím spojenou, zaplatíte). Vhodná hodnota závisí na použitém napájecím napětí. Čím vyšší napájecí napětí, tím vyšší hodnota rezistoru. Naopak, čím delší spojovací kabel mezi měřičem a S0, tím je zase potřeba hodnotu zmenšit. Základní hodnota je 1500 ohmů pro 24V napájení, nebo 1200 ohmů pro 12V napájení. Pokud nejste schopni správně určit potřebnou hodnotu, napište nám email, bez problému poradíme.
Jediný vstup (na jediném výrobku, SDS MICRO DIN), kde je sériový rezistor již integrován uvnitř výrobku, je vstup označený svorkami S0+ a S0-. Tyto se připojují 1:1 přímo na svorky měřiče.
Připojení jednoho měřiče energie k výrobku SDS MICRO light: odkaz.
Připojení jednoho měřiče energie k výrobku SDS MICRO DIN:
Připojení tří měřičů energie k výrobku SDS MICRO DIN: (každý měřič je zaznamenáván zcela samostatně)
Připojení jednoho měřiče (lze i dva) a rozeznání tarifu k výrobku SDS MICRO DIN:
Zapojení je zcela zřejmé. Pokud budete mít dotazy, napiště email. Samozřejmě to co je zde uvedeno je jen část všech možných, proveditelných kombinací - zařízení je totiž zcela univerzální.
Podobné postupy platí pro všechny zařízení SDS.
Pozor pro zařízení SDS MICRO LIGHT (popř. LIGHT2), to má k dispozici jen přímé kontakty na LED v optočlenu (tj. nemá to vnitřně napájený S0 vstup atd.).
Pokud potřebujete zakoupit materiál (např. vhodný rezistor, relé s cívkou 230Vac, cokoliv jiného), použijte náš eshop nebo kontaktujte obchodníka.
