Измерение мощности S, P, Q, cos, THDU, THDI

[frez4]

Доброго всем дня.
Имеются 2 аналоговых модуля (30-10000Гц) - 1 для напряжения, 2 для тока. Подскажите, можно ли программно вычислить указанные в теме параметры?
Если потребуются доп.модули, подскажите какие? Спасибо.

[Никита]

Теоретически - можно. Практически - скорее всего не хватит вычислительной мощности. Где (в каком устройстве) считать собираетесь, 10кГц - это выборка АЦП? А обмен с модулями на какой скорости? Проще и дешевле спец. устройство, заточенное под это поставить чем такие вещи программировать

[abbat81]

Действительно очень размыто получается, для более предметного диалога, я думаю нужно указать наименования , используемых Вами устройств.

[frez4]

Добрый день.
Идея следующая: есть разделительный усилитель MACX MCR-UI-UI-UP от Phoenix Contact с откликом на скачок 35мкс; выходной сигнал с него поступает на модуль аналогового ввода; с последнего сигнал поступает на ПЛК ILC 150 ETH производительностью 1мс для 1К инструкций и памятью данных 256КВ.

[abbat81]

2 усилителя, 2 датчика , 2 аналоговых входа, контроллер, программирование вычислений, кстати следует заметить, что вычисления с плавающей точкой занимают значительно больше времени процессора, нежели обычные инструкции, визуализация ..... ну низнаю низнаю :) , если только из собственного интереса, а вообще проще приобрести готовый прибор, имеющий коммуникационные возможности для обмена с верхним уровнем, (если Вы используете контроллер, значит предполагается какая либо Скада для отображения измеренных значений?) благо их на рынке представлено множество. Удачи :)

[Сергей]

мгновенные значения рассчитать будет не проблема, а вот с интегрированием могут проблемы возникнуть...

[frez4]

мгновенные значения рассчитать будет не проблема, а вот с интегрированием могут проблемы возникнуть...

Не понимаю, каким образом рассчитать? Объясните.

[Никита]

мгновенные значения рассчитать будет не проблема, а вот с интегрированием могут проблемы возникнуть...

Какие мгновенные? Не все так просто как кажется на первый взгляд. Если речь идет о THD, значит ими не пренебрегают, тогда нужна амплитуда первой гармоники, в идеале для этого - спектральный анализ. Реализацию БПФ в контроллере не видел ни разу, слишком прожорливый для него алгоритм. Впрочем, если контроллер только этим и будет заниматься и результаты нужны плюс-минус лапоть раз в десять секунд - можно попробовать. Можно также попробовать железно вытащить первую гармонику полосовым фильтром или ФНЧ, но это еще два канала. Цифровой фильтр - то еще развлечение, замучаетесь. Кстати, у аналоговых входов нет ли случаем функции автоматического подавления 50Гц - это дополнительные проблемы.
Посмотрите цены на готовые изделия, может желание писАть пропадет само собой. Не пропадет - можно подумать на досуге.

[Sergeyvmm]

frez4, теоретически можно реализовать БПФ на таком железе, только нужно уточнить достаточно много вопросов -
1. АЦП имеет быстрый буфер или нет? Если нет, то все упирается в скорость процессора.
2. Какова максимальная частота циклической задачи контроллера? А, может, есть возможность работать по прерыванию от буфера АЦП. Если прерывания нет и буфера нет, то браться не стоит.
3. Количество анализируемых фаз. Если 3 фазы, то будет нужно делать 6 БПФ, что даст уже вполне дохрена операция с плавающей запятой, может и не хватить.
4. И самое главное - каковы требования по скорости и точности?

Если все-таки очень нужно это получать - купи анализатор сети. В зависимости от количества функций и интерфейсов цены колеблются очень сильно.

[Jackson]

Доброго всем дня.
Имеются 2 аналоговых модуля (30-10000Гц) - 1 для напряжения, 2 для тока. Подскажите, можно ли программно вычислить указанные в теме параметры?
Если потребуются доп.модули, подскажите какие? Спасибо.

По-моему, нет, нельзя. Точнее конечно можно, но это выльется в приличные трудозатраты. К тому же нужен очень быстрый интерфейс.

1. для того чтобы вычислить полную мощность S надо перемножать U на I по соотв.формуле
2. для того чтобы вычислить cosФ надо определить сдвиг фаз между током и напряжением в мгновенных значениях - сомневаюсь что контроллер это успеет.
3. для того чтобы вычислить P надо S умножить на cosФ, а для Q надо S умножить на sinФ - всё упирается в предыдущий пункт
4. для THDU и THDI - тоже сомнительно, сомневаюсь что контроллер будет успевать вычислять несинусоидальность

Проще взять готовый измерительный прибор, который это всё измеряет и вычисляет, и отдаёт по интерфейсу - его стоимость не превышает 10 тыс.руб., поставил и забыл. Например такой (ссылка).

[Никита]

Умножать-то не мгновенные ток на напряжение, а их среднеквадратичные надо. Да и косинус в конкретный момент времени не зная амплитуд вычислить невозможно - уравнение будет с тремя неизвестными.
Контроллер в цикле в реальном времени все не успеет обсчитать однозначно. Вариант - выборка мгновенных значений в буфер (2000 значений каждого за период), потом пауза на обработку, выдача данных и следующая выборка. С тем же успехом можно и в ПК все массивы данных скидывать и там обрабатывать, может и быстрей получится, а если еще коэффициенты несимметрии вдруг понадобятся - однозначно в ПК быстрее будет. Впрочем, если я правильно понял исходный пост - каналов измерения все-таки два, а не шесть? И подумать как реализовать выдачу данных пока процессор занят расчетами - это зависит от конкретного контроллера и его талантов. К сожалению с контроллерами от Феникса не то что не работал, даже не видел в реальности, поэтому прогнозировать можно ли его запрограмировать на такую задачу сказать не могу. Вообще подобные вещи лучше реализовывать на свободно-программируемых устройствах с примитивными ОС и "бытовыми" компиляторами.

[Sergeyvmm]

А топикстартеру-то это еще интересно? А то можно далеко зайти в эту тему, тем более, что поговорить будет много о чем...
UPD 02/11/10: Я в предыдущем своем сообщении фигни всякой написал (навеяло той работой, что мне надо было сделать в тот момент), а никто и не поправил. Считать надо меньше, но все равно достаточно.