S0
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 nejlevnějším 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, např. MODBUS-RTU). V případě, že chcete připojit měřič energie s tímto jiným rozhraním, použijte vhodné SDS které má takové rozhraní (viz seznam SDS).
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 vždy na určitou chvíli spínán S0 výstup - toto je vyhodnocováno v SDS 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 35V dle modulu (vše stejnosměrné). Podle vzdálenosti zpracující jednotky od elektroměru lze volit vhodné napájecí napětí (vemte do úvahy vliv úbytku na spojovacích vodičích mezi S0 výstupem a zpracující jednotkou). Maximální délka spojovacích vodičů je typicky 1000 metrů, avšak to vyžaduje vhodně řešené napájení (co nejvyšší napájecí napětí - výhodou je, že např. SDS MICRO LM pracuje až do 35Vdc).
Webová stránka S0 pro SDS První Produktové Řady
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 = je 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 X. 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 není omezeno na Windows®, ale SDS 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.
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.
Rozeznání aktuálního tarifu
Volba tarifu pro více-tarifní 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.).
Firmware lze nakonfigurovat pro automatické rozeznání tarifu (konfigurace prostřednictvím webového rozhraní).
Elektroměry s nepřímým měřením
Pro velkoodběry se často montují elektroměry, které mají předřazené měřící transformátory (proudu, napětí), ve zkratce označované jako MT, nebo MTx, nebo MTD.
Tyto transformátory izolují elektroměr od velkých napětí nebo proudů, a transformují velké hodnoty měřených veličin na malý rozsah, který je elektroměr schopen zpracovat. To ale znamená, že tato transformace musí být následně kompenzována, přepočtením (násobením) změřených hodnot, právě takovou hodnotou, o kolik byly původní proudy či napětí zmenšeny.
Každý MT má určený převodový poměr. Typické jsou MT proudu, s poměrem 300A:5A, což znamená, že proud 300A, protékající primárním vinutím (toto je proud spotřebičem), vyvolá 5A proud sekundárním vinutím (na kterém měří právě elektroměr). Tento poměr 300A:5A dává konstantu 60 (protože 300/5 = 60). Tuto konstantu zapište do konfigurace SDS.
Pokud není MT ve vašem systému použit, zadejte konstantu 1 (tzn. poměr 1:1, tj. žádná transformace).
Oddělené zadávání poměru MT a impulsní konstanty elektroměru umožňuje řešit takové kombinace, které nedávají při vzájemném vydělení celočíselný výsledek.
V případě použití MT pak musíte, mimo jeho vlastní konstantu, zadat do konfigurace SDS také správnou impulsní konstantu elektroměru. To je taková hodnota, jakou by elektroměr naměřil, když by byl MT vyjmut a nahrazen přímou propojkou (a elektroměr by měl stále stejnou konfiguraci).
Příklad: sestava elektroměr a MTD(300A:5A) proudu. Výsledná kombinovaná impulsní konstanta je 250imp./3kWh. Všimněte si, že to dává 83.333... imp./1kWh, což nelze správně zadat do systému. Proto je potřeba odděleně zadat konstantu MT a vlastní impulsní konstantu elektroměru, do konfigurace SDS.
Konstanta MT je zřejmá, je použit MT 300A:5A, takže je to číslo 60.
Konstantu elektroměru je potřeba určit (pokud ji nelze získat ze štítku nebo přečíst z konfigurace z elektroměru pomocí SW). Když je celková udaná konstanta 250imp./3kWh, a konstanta MT je 60, pak výpočet je (250/3) * 60 = 5000 imp./1kWh . To znamená, že elektroměr vygeneruje právě 5000imp./1kWh, pokud by sme nahradili MTD propojkou (vyndali vinutí MTD a propojili svorky primáru na sekundár). Je to logické, protože právě MTD šedesátkrát snižuje proud do elektroměru, takže když by se odstranil, elektroměr se svým nastavením podá šedesátkrát vyšší výstup.
Tyto dva získané údaje stačí zadat do SDS, pak připojit S0 rozhraní, a přesný odečet je zajištěn.
Pozn. pokud nemáte na S0 vstupu elektroměr, ale jiný měřič (např. vodoměr), kde samozřejmě MT nemá smysl, pořád můžete této konfigurační položky využít - opět za stejným účelem, a to zadat vhodné dvě celočíselné konstanty, a tím se vyhnout potřebě zadávat jednu neceločíselnou impulsní konstantu (pokud vám právě taková vyjde).
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.
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.
Schémata připojení
SDS 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.
Vždy umístěte SDS "na začátek" smyčky, tak, aby se snížil dopad eventuálně indukovaného rušícího napětí.
Je-li hodnota indukce do S0 vedení velká, pomůže zatížit výstup S0 spínače (svorky elektroměru) a/nebo vstup S0 od SDS (svorky SDS) paralelním rezistorem o vhodném odporu (vždy zkusmo, začít na stovkách kiloOhmů a pokračovat s hodnotou směrem dolů, až k desítkám kiloOhmů, možná i níže).
SDS interně obsahuje elektronický filtr, který neumožní registraci falešného impulsu vzniklého indukcí slabých proudů do vedení S0 smyčky. V podstatě se jedná o proudovou a napěťovou bránu (musí být překročen určitý proud smyčkou, a překročeno určité napětí na svorkách vstupu u SDS).
- Zapojení pro SDS s externím napájením optického vstupu
Kritické je i zapojení celé smyčky: vždy nejprve přiveďte + (plus) napětí ze zdroje na 0+ svorku SDS. Odsud, ze 0- svorky, veďte vodič do elektroměru (svorka S0+). Následně nakonec ze svorky S0- proveďte spojení na - (minus, gnd) zdroje.
Tím se dosáhne toho, že jakékoliv rušivé napětí na celé trase od + (plus) zdroje, přes SDS a vodič až do elektroměru, se neuplatní, tedy že tato část smyčky je odolná indukovanému rušení z okolí. Protože, v klidu (když není předávám impuls), je na celém tomto úseku prakticky plné napětí zdroje (a rušením přidané napětí logickou hodnotu už nezmění). Teprve tvrdé spojení s - (minus, gnd), které se stane teprve sepnutím S0 kontaktu v elektroměru, způsobí přenos S0 impulsu do SDS. Opět, v takovém případě je zde vysoká odolnost proti rušení, neboť celá cesta (od O- až po - zdroje) je spojena na nulový potenciál zdroje.
Provést zapojení takto je kritické.
- Zapojení pro SDS s interním napájením optického vstupu (pouze SDS MACRO LM)
Princip je úplně shodný s tím co je napsáno výše. V tomto případě za Vás ale jednu část (propojení + zdroje na 0+ svorku SDS) provádí už SDS samo uvnitř v sobě.
Zapojení je zcela zřejmé. Pokud budete mít dotazy, napište email.
Algoritmus vyhodnocení S0 impulsů
Viz stránka S0 Algoritmus.