The low-frequency measuring method of voltage, current, power and signal processing application for compact PLC

• Autorzy: Gębarowski T. , Jaraczewski M. , Mielnik R.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.252.6051

Warianty tytułu

PL

Aplikacja niskoczęstotliwościowej metody pomiaru napięcia, pradu i mocy na kompaktowym sterowniku PLC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the implementation of the low-frequency measuring method of current and voltage RMS values as well as active and reactive power of a two-terminal network, which is supplied by a sinusoidal voltage of 50 Hz. The implementation was made on a typical compact PLC-FX3G Mitsubishi Electric controller. This controller has a relatively low computing power, and when control tasks and measurements are performed simultaneously, the measurement method must be simple in order to match the limited computing power of the controller. This article describes how to implement the low-frequency measuring method onto the controller. It also presents the laboratory set for testing the controller and application. The paper also presents the results of measurements and calculations, in particular the impact of measurement time delays on errors of the RMS voltage and current values as well as active and reactive power values.

PL

W artykule przedstawiono implementację niskoczęstotliwościowej metody pomiaru wartości skutecznej prądu i napięcia oraz mocy czynnej P i biernej Q na dwójniku zasilanym napięciem sinusoidalnym 50 Hz. Aplikacja została wykonana na typowym, kompaktowym sterowniku PLC typu FX3G firmy Mitsubishi. Sterownik ten posiada stosunkowo małą moc obliczeniową i dlatego też w przypadku wykonywania zadań sterowniczych i pomiaru parametrów sygnałów, musi mieć zaimplementowaną prostą, nie wymagającą nadmiernej mocy obliczeniowej metodę pomiaru parametrów sygnału. W artykule przedstawiono sposób implementacji niskoczęstotliwościowej metody pomiaru prądu, napięcia i mocy. Przedstawiono stanowisko laboratoryjne do testowania wykonanej aplikacji na sterowniku PLC. Uzyskane wyniki poddano analizie i przedstawiono wyniki badań, a w szczególności przedstawiono wpływ opóźnień czasowych na błędy uzyskanych wyników pomiarowych.

Słowa kluczowe

EN

digital measurement of voltage; current; power; PLCs; measuring errors

PL

cyfrowy pomiar napięcia; prąd; moc; sterowniki PLC; błędy pomiarowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 2-E
• Strony: 121--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wz., il., wykr.

Twórcy

autor

Gębarowski T.

• Mitsubishi Electric Europe B.V., branch in Poland, Cracow

autor

Jaraczewski M.

• Institute of Industrial Electrical Engineering and Technical Computer Science, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

autor

Mielnik R.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A., Electrical Metrology, WNT, Warszawa 2003.
• [2] Jaraczewski M., Mielnik R., The method of measuring the power of a two-terminal circuit and it’s RMS voltage and current, when powered by sinusoidal alternating 50 Hz voltage (parallel sampling method), Patent Application P.415108.
• [3] Jaraczewski M., Mielnik R., The method of measuring the power of the two-terminal circuit and it’s RMS voltage and current, when powered by sinusoidal alternating 50 Hz voltage (series sampling method), Patent Application P.415109.
• [4] Jaraczewski M., Mielnik R., Sułowicz M., The Low-frequency measuring method and signal processing application in electrical machines and electric devices monitoring, Materiały XIII Konferencja Wybrane Zagadnienia Elektrotechniki i Elektroniki, WZEE’2016, Rzeszów 2016.
• [5] Jaraczewski M., Mielnik R., Sułowicz M., The low-frequency measuring method and signal processing application in cage induction motors monitoring, Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe Nr 2/2016 (110).
• [6] Krzyk P., Wyznaczanie parametrów dwójnika zasilanego prądem sinusoidalnie zmiennym z użyciem algorytmu o minimalnej złożoności obliczeniowej, Pomiary Automatyka Kontrola, 2012.
• [7] Ludwinek K., Chrzan K., Konfiguracja modułów A/D i D/A sterowników PLC do pomiarów i sterowania. Napędy i sterowanie, Nr 9, 2009, 46–52.
• [8] Ludwinek K., Chrzan K., Programowanie modułów A/D i D/A sterowników PLC do pomiarów i sterowania. Napędy i sterowanie, Nr 10, 2009, 70–75.
• [9] Jian Sun, Peng Lu, Yawing Fu, Ruixiang Liu; Le Chen, The implementation and application of programming port communication between industry PC and Mitsubishi FX series PLC, Proceedings of 3rd International Conference on Intelligent System and Knowledge Engineering, 2008.
• [10] FX3G Series Programmable Controllers User’s Manual – Hardware Edition. Mitsubishi Electric 11/2015.
• [11] FX3S/FX3G/FX3GC/FX3U/FX3UC Series Programmable Controllers User’s Manual – Analog Control Edition, Manual n-r JY997D16701; revision: H. Mitsubishi Electric 03/2016.
• [12] FXCPU Structured Programming Manual – Application functions. Manual n-r: JY997D34801, revision K. Mitsubishi Electric 04/2015.
• [13] FXCPU Structured Programming Manual – Basic & Applied Instruction. Manual n-r: JY997D34701; revision M. Mitsubishi Electric 04/2015.
• [14] FX Series Programmable Controllers User’s Manual – Data Communication Edition. Manual n-r: JY997D16901, revision: F. Mitsubishi Electric 11/2009.3

Uwagi

EN

The presented results of the research, which was carried out under the theme No. E-1/524/2016/DS, E-2/581/2016/DS, were funded by the subsidies on science granted by Polish Ministry of Science and Higher Education