Системы поверки счетчиков электроэнергии разрабатываются на кафедре электрических станций Томского политехнического университета. Руководитель проекта - В.В.Самокиш. Назначение систем - метрологическая аттестация, поверка, исследование и сравнительный анализ однофазных и трехфазных счетчиков электроэнергии. Программное обеспечение Emw работает в операционной системе Windows 95, 98.
В этом проекте я разрабатывал программное обеспечение и архитектору микропроцессорной аппаратной части систем поверки - аппаратная реализация, программное обеспечение микропроцессоров и программное обеспечение управляющего компьютера в системе поверки тесно связаны.
Микроконтроллерная часть системы поверки выполнена как сеть однокристальных микроконтроллеров серии 51, соединенных последовательной шиной друг с другом и, через адаптер шины, с последовательным портом управляющего компьютера. Программные функции микроконтроллеров узкоспециализированы и определяются их местом в структуре, которая состоит из следующих модулей:
Протокол взаимодействия управляющего компьютера и микроконтролеров основан на адресной передаче команд. В протоколе использован двоичный байтовый обмен с автоматическим разделением адреса и данных (что позволяет архитектура микроконтроллера серии 51). Другой удобный способ взаимодействия основан на протоколе обмена пакетами, используя hex-формат. Двоичный формат дает хорошую скорость взаимодействия, но плохую восстанавливаемость при ошибках связи. Пакетное взаимодействие я реализовал в более поздней системе Visual2k.
Программное обеспечение Emw имеет несколько взаимосвязанных подсистем-режимов, выбираемых в стартовом диалоге:
Позволяет задать значения входных сигналов счетчиков, выполняет циклическое измерение выходных сигналов и отображает их текущую погрешность в процентах. Это позволяет операторам-настройщикам отрегулировать счетчики.
Выполняет измерение метрологических параметров группы счетчиков по набору параметров, который определяется в базе счетчиков и режимов с определением их годности по некоторому критерию. Результаты поверки можно экспортировать в Word, Excel, распечатать и сохранить в протоколе испытаний.
Позволяет контролировать годность специализированных интегральных микросхем, используемых в электронных счетчиках.
Позволяет использовать систему поверки как источник калиброванного напряженя, тока или мощности - с его помощью можно испытывать измерительные электроприборы других типов, например, вольтметры и амперметры.
Позволяет создать и отредактировать параметры всех поверяемых счетчиков и параметры их испытаний. База используется в подсистемах настройки счетчиков, групповой поверки и контроля микросхемы.
Программа Emw полностью написана на Delphi, программы микроконтроллеров - на языке C. Наиболее интересная особенность программы - тесное взаимодействие программного обеспечения управляющего компьютера и микроконтроллеров. В программном обеспечении управляющего компьютера имеются классы, инкапсулирующие функциональность, предоставляемую программным обеспечением микроконтроллеров. Это выглядит так, как будто классы счетчиков, функциональных генераторов и синтезатора частот основной программы наследуются от базовых классов, реализованных в микроконтроллерах.
Программа Emw2004 - это экспериментальная версия, которая является переходной ступенью к программе Emw нового поколения, которая находится в стадии разработки. Хотя Emw2004 является развитием Emw95, в новой программе имеется ряд возможностей, касающихся поверки и настройки современных электронных счетчиков. В отличие от Emw95 каждая из подсистем-режимов реализована как отдельная программа. Все эти программы-подсистемы используют одно общее ядро, называемое Emw-драйвером.
Программы EmwTuning и EmwTuning2. Обе программы позволяют задать значения входных сигналов счетчиков, выполняют циклическое измерение выходных сигналов и отображают их текущую погрешность в процентах. Различие в программах состоит в том, что EmwTuning2 выполняет автоматическую настройку коэффициента электронного счетчика, а EmwTuning просто отображает погрешность и требует ручной настройки счетчика. Обе программы позволяют одновременно настраивать до 8-ми счетчиков.
Программа EmwCalibration выполняет измерение метрологических параметров группы счетчиков по набору режимов, который определяется в Конфигураторе. Программа определением годность счетчиков по заданным критериям. Результаты поверки всех счетчиков можно распечатать на бумаге в виде протокола, вид которого определяется в Конфигураторе. Для начала поверки нужно выбрать группу режимов и типы поверяемых счетчиков. Программа поочередно устанавливает все режимы, включенные в группу и производит замер погрешности счетчиков. После завершения поверки можно выбрать вид протокола и распечатать протокол на принтере. В ходе поверки можно запрещать (пропускать) режимы или разрешать повторное измерение по уже выполненному режиму.
Программа EmwSetMode позволяет использовать систему поверки как источник калиброванного напряженя, тока или мощности - с его помощью можно испытывать измерительные электроприборы других типов, например, вольтметры и амперметры.
Калибратор позволяет задавать сложный гармонический сигнал тока и напряжения, а также задавать несимметрию при трехфазном режиме.
Программа EmwConfig. Назначение конфигуратора - создание базы режимов и базы шаблонов для печати протоколов групповой поверки. Конфигуратор позволяет создать группы режимов и для каждого режима задать все его атрибуты и указать его дополнительную специфику.
Редактор шаблонов печати позволяет задать страницу бумаги и разместить на ней различные элементы:
Для каждого из элементов в правой части редактора указываются его атрибуты.
Для Emw2004 разработано два программных компонента - драйвер калибратор EmwDrv и драйвер блока сопряжения BcDrv. Драйвер калибратора обеспечивает управление аппаратурой калибратора таким образом, что все программы Emw2004 становятся независимыми от аппаратурных особенностей калибратора. Драйвер блока сопряжения обеспечивает управление аппаратурой связи с современными электронными счетчиками, имеющими канал настройки. Блок сопряжения используется в программе EmwTuning2 для автоматической корректировки коэффициента счетчика таким образом, чтобы привести погрешность счетчика в заданный класс точности. Оба драйвера воспринимают на входе высокоуровненые запросы, выраженные на языке xml и формируют ответы также на языке xml. Это дает возможность создания большого семейства различных программ поверки и настройки, которые не зависят от аппаратуры взаимодействуют только с драйверами, причем программы могут быть написаны даже самим заказчиком на любом языке программирования, например, C++, Delphi, Visual Basic.
emw.zip - Документация к Emw (81K).
Документация программы Emw представлена в архиве справочным hlp-файлом. Соответствует Emw версии 2.44 от 14 ноября 2000 г. Документация по Emw2004 представлена справочным chm-файлом для программы EmwConfig.