【产品应用】EM-500储能网关的AI采集性能实测

EM-500是致远电子面向工商储能应用推出的高性价比储能网关产品。为满足采集外部传感器数据需要，EM-500设计内置了多通道高性能AI采集接口，本文将对其进行一次实测。

 

EM-500是致远电子面向工商储能应用市场，研发的高性价比储能网关产品，可在储能系统应用中作为边缘EMS(能源管理系统)总控、通讯管理机、规约转换器或BAU(电池管理总控)使用。该系列产品集成了丰富的外设接口，支持各类BMS、PCS、空调、电表、屏显等设备的通讯传输，且软件上支持RT-Linux、Ubuntu等操作系统，支持IEC-61850等专用协议，可广泛满足各类储能系统的本地能源管理应用需求，其实物如下图1。

 

EM-500的外设接口非常丰富，包括以太网、RS485、AI采集等。本文重点介绍EM-500的AI采集接口，该接口用于外部模拟量的采样或测量。EM-500的AI采集接口拥有4个独立的采集通道，内置12位的高速SAR型ADC芯片，根据逐次逼近原则，分多步执行转换，将外部输入的模拟量转换成数字量，用户可以通过设备串口将通道配置成电压采集模式或电流采集模式（配置方法详见产品在线文档），其典型应用如下图2所示。

图2  AI接口典型应用图

在电压采集模式下，电压测量范围为DC 0~10V，精度1%以内，采样率40sps；在电流采集模式下，电流测量范围为0~20mA，精度同样为1%以内，采样率40sps。

为了验证AI采集接口在全量程范围都能满足1%以内精度要求，我们可以通过稳压电源、高精度万用表和电子负载来搭建测试环境，测量其具体精度。

 电压采集精度测量实验

实验框图如下图3所示：

图3  电压采集精度测量实验框图

实验图片如下图4：
 

图4  电压采集精度测量实验图

串口打印电压读数如下图5：

图5  串口打印电压读数图

实验过程为先把EM-500的AI接口配置成电压采集模式，稳压电源输出电压信号，电压信号输入到EM-500的AI采集通道，同时也输入到高精度万用表，以高精度万用表的电压读数为基准，在EM-500的串口读取AI采集通道测量到的电压值，通过两者相除，计算得出电压采样精度。在DC 0~10V的量程范围内均匀的取10个测试点，具体的测量数据如下表1。

表1 电压精度测试数据

 

 电流采集精度测量实验

实验框图如下图6所示：

图6  电流采集精度测量实验框图

实验图片如下图7所示：

图7  电流采集精度测量实验图

串口打印电流读数如下图8所示：

图8  串口打印电流读数图

实验过程为先把EM-500的AI接口配置成电流采集模式，稳压电源输出电流信号，电子负载、高精度万用表和EM-500以串联的方式连接，电子负载提前设置好负载电流值，电流信号先后进入电子负载、高精度万用表和EM-500，以高精度万用表的电流读数为基准，在EM-500的串口读取AI采集通道测量到的电流值，通过两者相除，计算得出EM-500的电流采样精度。在0~20mA的量程范围内均匀的取10个测试点，具体的测量数据如下表2。

表2  电流精度测试数据

通过以上两组测量数据，我们可以得出结论：EM-500的AI采集接口在全量程范围都能满足1%以内的精度要求。在储能应用场景下，对于有模拟量采集需求，需要扩展接入传感器的用户，EM-500是非常好的选择。