EM-500儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)的AI采集性能實(shí)測(cè)

EM-500是致遠(yuǎn)電子面向工商儲(chǔ)能應(yīng)用推出的高性價(jià)比儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。為滿足采集外部傳感器數(shù)據(jù)需要，EM-500設(shè)計(jì)內(nèi)置了多通道高性能AI采集接口，本文將對(duì)其進(jìn)行一次實(shí)測(cè)。

EM-500是致遠(yuǎn)電子面向工商儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)，研發(fā)的高性價(jià)比儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，可在儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用中作為邊緣EMS(能源管理系統(tǒng))總控、通訊管理機(jī)、規(guī)約轉(zhuǎn)換器或BAU(電池管理總控)使用。該系列產(chǎn)品集成了豐富的外設(shè)接口，支持各類BMS、PCS、空調(diào)、電表、屏顯等設(shè)備的通訊傳輸，且軟件上支持RT-Linux、Ubuntu等操作系統(tǒng)，支持IEC-61850等專用協(xié)議，可廣泛滿足各類儲(chǔ)能系統(tǒng)的本地能源管理應(yīng)用需求，其實(shí)物如下圖1。

圖1  EM-500儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)

EM-500的外設(shè)接口非常豐富，包括以太網(wǎng)、RS485、AI采集等。本文重點(diǎn)介紹EM-500的AI采集接口，該接口用于外部模擬量的采樣或測(cè)量。

EM-500的AI采集接口擁有4個(gè)獨(dú)立的采集通道，內(nèi)置12位的高速SAR型ADC芯片，根據(jù)逐次逼近原則，分多步執(zhí)行轉(zhuǎn)換，將外部輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，用戶可以通過設(shè)備串口將通道配置成電壓采集模式或電流采集模式（配置方法詳見產(chǎn)品在線文檔），其典型應(yīng)用如下圖2所示。

圖2  AI接口典型應(yīng)用圖

在電壓采集模式下，電壓測(cè)量范圍為DC 0~10V，精度1%以內(nèi)，采樣率40sps；在電流采集模式下，電流測(cè)量范圍為0~20mA，精度同樣為1%以內(nèi)，采樣率40sps。

為了驗(yàn)證AI采集接口在全量程范圍都能滿足1%以內(nèi)精度要求，我們可以通過穩(wěn)壓電源、高精度萬用表和電子負(fù)載來搭建測(cè)試環(huán)境，測(cè)量其具體精度。

電壓采集精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)框圖如下圖3所示：

圖3  電壓采集精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)框圖

實(shí)驗(yàn)圖片如下圖4：

圖4  電壓采集精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)圖

串口打印電壓讀數(shù)如下圖5：

圖5  串口打印電壓讀數(shù)圖

實(shí)驗(yàn)過程為先把EM-500的AI接口配置成電壓采集模式，穩(wěn)壓電源輸出電壓信號(hào)，電壓信號(hào)輸入到EM-500的AI采集通道，同時(shí)也輸入到高精度萬用表，以高精度萬用表的電壓讀數(shù)為基準(zhǔn)，在EM-500的串口讀取AI采集通道測(cè)量到的電壓值，通過兩者相除，計(jì)算得出電壓采樣精度。在DC 0~10V的量程范圍內(nèi)均勻的取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)，具體的測(cè)量數(shù)據(jù)如下表1。

表1 電壓精度測(cè)試數(shù)據(jù)

電流采集精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)框圖如下圖6所示：

圖6  電流采集精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)框圖

實(shí)驗(yàn)圖片如下圖7所示：

圖7  電流采集精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)圖

串口打印電流讀數(shù)如下圖8所示：

圖8  串口打印電流讀數(shù)圖

實(shí)驗(yàn)過程為先把EM-500的AI接口配置成電流采集模式，穩(wěn)壓電源輸出電流信號(hào)，電子負(fù)載、高精度萬用表和EM-500以串聯(lián)的方式連接，電子負(fù)載提前設(shè)置好負(fù)載電流值，電流信號(hào)先后進(jìn)入電子負(fù)載、高精度萬用表和EM-500，以高精度萬用表的電流讀數(shù)為基準(zhǔn)，在EM-500的串口讀取AI采集通道測(cè)量到的電流值，通過兩者相除，計(jì)算得出EM-500的電流采樣精度。在0~20mA的量程范圍內(nèi)均勻的取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)，具體的測(cè)量數(shù)據(jù)如下表2。

表2  電流精度測(cè)試數(shù)據(jù)

通過以上兩組測(cè)量數(shù)據(jù)，我們可以得出結(jié)論：EM-500的AI采集接口在全量程范圍都能滿足1%以內(nèi)的精度要求。在儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景下，對(duì)于有模擬量采集需求，需要擴(kuò)展接入傳感器的用戶，EM-500是非常好的選擇。