ОРГАНІЗАЦІЯ ОБЛІКУ ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ

Автоматизація процесу

Більшість приладів обліку мають закладену виробником функцію перетворення отриманих даних з аналогових датчиків в зрозумілий для автоматизованих систем цифровий вигляд. Передача відбувається за допомогою інтерфейсів обміну даними. У більшості випадків це RS-232 і RS-484, рідше – застаріла струмова петля (CL).

Перетворивши сигнал, прилад чекає запиту від програмного забезпечення, яке в свою чергу, опитує групи приладів, архівує дані та контролює стан системи на предмет виходу з ладу або змін відмінних від запрограмованих. Дані збирає програмне забезпечення верхнього рівня.

Принципова схема теплоучета по каналу GSM


 

Організація передачі даних

Варіанти обміну даними

Обмін даними може здійснюватися кількома способами:

- По СКС

- Бездротові протоколи

- Пряме підключення до інтерфейсу Приладу обліку

- По каналу GSM

СКС

Передача даних по структурованих кабельних мереж (СКС) передбачає підключення сервера обробки даних через мережу до приладу обліку. Оскільки більшість приладів обліку не оснащені інтерфейсом RG-45 і не підтримують протокол TCP/IP, то необхідний перетворювач інтерфейсів. Цей пристрій дозволяє перетворити сигнал з порту RS-232/485 в протокол TCP/IP. Перевагою даного типу передачі даних є висока швидкість обміну даними з приладами обліку – до 100Мбитс. Однак, використання СКС передбачає наявність цієї мережі від сервера до приладу обліку, тобто до кожної котельні і кожному будинку, де встановлені прилади обліку. На практиці – це неможливо.

Бездротові протоколи

До бездротових протоколів відносяться Zigbee, WiFi і т. д. Переваги цих протоколів у відсутності проводів для зняття даних з приладів обліку. Недоліків все ж більше: не популярність технології, дорожнеча реалізації проекту, малий радіус роботи. І знову ж таки, більшість виробників пропонують, як опцію. Отже, подорожчання проекту.

Пряме підключення

Прилади обліку оснащені інтерфейсами RS-232 і RS-485. За першою можна знімати показання, але довжина кабелю не повинна перевищувати 1,5 м. Що дозволяти працювати з приладом тільки локально. RS-485 навпаки-може передавати дані на відстань до 1200м. Використання даного інтерфейсу дозволяє організувати збір даних у межах одного підприємства або будинку. Але в межах району і міста організувати централізовану систему не вдасться.

Передача даних по каналу GSM

В наслідок розвитку мобільного зв'язку, стало зрозуміло, що варіантів використання мереж GSM більше, ніж передбачалося. Розмови та обмін повідомленнями переріс у активне використання мобільного телефону як джерела доступу до мережі інтернет. Промисловість теж не залишилася осторонь. Почали з'являтися пристрої, які могли, використовуючи протокол CSD обмінюватися даними в режимі точка-крапка. Але з розвитком стандарту, CSD переросло в GPRS, далі EDGE і 3G HSDPA. Можливості розширилися і тепер група пристроїв могла, не чекаючи черги, обмінюватися даними. Цю можливість назвали M2M (machine-to-machine). Перевагами даного варіанта передачі даних є:

- Відсутність проводового підключення між приладом і сервером

- Можливість автономного використання без застосування мережі 220В

- Компактність пристроїв передачі даних

- Можливість перенести пристрої передачі даних без масштабних монтажних робіт

- Простота налаштування

Мінуси:

- Необхідність використання зовнішніх антен в місцях зі слабким прийомом

- Профілактичні роботи на базових станція оператора

В виду того, що покриття регулярно розширюють, а роботи проводяться не дуже часто, то ці мінуси можна віднести до нюансів
 

Проектування, розробка та впровадження M2M

Наша компанія вибрала пріоритетним напрям M2M по GSM каналу. Використовуючи власні розробки, нами були реалізовані проекти з теплоучету в межах міста, організація магістрального обліку нафто - і газопроводів. Отриманий досвід дозволяє правильно визначити потреби і особливості кожного проекту.

Основним інструментом в наших проектах є обладнання лінійки SPRUT: SPRUT M2M, SPRUT M2M Lite, SPRUT M2M Lite RS-232 і SPRUT E2COM
 

В якості прикладу наведено проект по теплоучету в межах міста на базі SPRUT M2M Lite RS-232.

Технічні вимоги:

- Сумісність M2M Lite з встановленими теплолічильниками Эргомера 125 і Axis SKS-3

- Можливість установки в антивандальний шафа

- Мінімізація витрат GPRS-трафіку на один пристрій

- Підтримка протоколів обміну даними між приладом обліку та Програмним забезпеченням верхнього рівня.

- Можливість віддаленого перезавантаження модему

- Мінімальне втручання монтажних бригад в налаштування обладнання

Всі зазначені параметри були реалізовані, M2M Lite встановлено, збір даних успішно пройшов тестування і повноцінно впроваджений в систему обліку.

З особливостей монтажу слід виділити наступного ро моменти:

- Складність доступу до деяких встановленими лічильниками

- Деякі теплопункти знаходяться далеко від розподільних щитів, отже, вище витрата кабелю для організації мережі 220В

- Частина об'єктів перебувала в зоні вкрай невпевненого прийому GSM сигналу з-за залізобетонних конструкцій.

Апаратна частина проекту

В момент підготовки проекту, були внесені корективи в прошивку SPRUT M2M Lite RS-232 для сумісності з встановленими приладами обліку. Складність виникла тільки з обладнанням Эргомера. Функціонал був вивчений, і підтримка була додана.

Всі прилади обліку оснащені інтерфейсом RS-232. Для оптимізації вартості проекту, був використаний SPRUT M2M Lite RS-232 – це спрощена версія SPRUT M2M Lite, яка оснащена тільки інтерфейсом RS-232.

SPRUT M2M Lite RS-232 може працювати в декількох режимах: клієнт і сервер. У режимі «Клієнт» пристрій сам зв'язується з зазначеним в настройках сервера і посилає йому дані. Даний режим кращий для отримання даних в реальному часі. Однак, даний режим передбачає підвищений витрата GPRS-трафіку. В режимі «Сервер» пристрій підключається до мережі інтернет і чекає вхідне з'єднання з запитом даних і тільки після запиту відбувається передача даних і, отже, витрата трафіку. У зазначеному проекті SPRUT M2M Lite RS-232 знаходиться в режимі «Сервер», що дозволило вийти на витрату трафіку до 5Мбайт в місяць. Оскільки запит з сервера збору даних відбувається тільки в кінці розрахункового місяця для формування рахунків, цього пакетного обсягу більш ніж достатньо.

Додаткові запити відбуваються у випадку опитування стану SPRUT M2M Lite RS-232.

Приклад реалізації точки теплоучета

Програмна частина
 

Оскільки система обліку – це комплекс апаратних засобів і програмного забезпечення, розкриємо особливості програмної частини.

Програмна частина може ділитися на кілька рівнів.

Верхній рівень (ВУ) — частина комплексу телемеханіки або АСУТП, що встановлюється зазвичай на пункті управління, і є верхньою в ієрархії комплексу по відношенню до нижнього рівня. ВУ виконує збір і обробку даних з контролерів нижнього рівня і транслює на нижній рівень команди управління.

Нижній рівень (НУ) — частина комплексу, встановлюється зазвичай на контрольованих пунктах, і є нижньої в ієрархії комплексу по відношенню до верхнього рівня. НУ виконує безпосередній знімання даних з контактних пристроїв і перетворювачів фізичних величин, встановлених на контрольованому об'єкті.

У багаторівневій системі нижнім рівнем може називатися повний комплекс телемеханіки, що стоїть нижче по ієрархії побудови системи.

Зупинимося на ВУ.

Для збору даних і управління в якості прикладу наведемо програмний комплекс «Енергоцентр».

Опис продукту

Програмне забезпечення для автоматизованого обліку енергоресурсів (АСУЕ) "Енергоцентр"

• Встановлено більше 400 копій (всі області України)

• Ліцензійні документи>>

• Зареєстрована торгова марка

• «Коробкова» версія поширення, яка включає в себе диск дистрибутив, ключ захисту Guardant, документація з встановлення та налаштування системи

• Підтримка всіх типів енергоресурсів

• «Дружелюбна» цінова політика для компаній інтеграторів

• Наявність оперативного зворотного зв'язку від інтегратора до розробника

• Швидкість розгортання від 30хв (до 10 приладів обліку) до доби (до 500 приладів обліку)

• Наявність всіх необхідних модулів, які входять в базову поставку для вирішення поставлених завдань:

• Збору даних;
• Відображення;
• Формування даних передачі суміжних компаніям (XML файли, УППД, і ін формати)
• генератора звітів
• Модуль ручного вводу

• Підтримка СУБД (Oracle, Postgresql, MS SQL)

• Відкрита архітектура системи, що дозволяє користувачеві без допомоги розробника створювати:

• Дерево об'єктів будь-якої вкладеності
• Будь-кількість довідників на кожному вузлі
• Налаштування видимості об'єктів та елементів системи залежно від користувача системи
• Створювати свої типи макетів на базі XML структури
• Створювати свої звіти використовуючи генератор звітів

• Підтримка всіх типів приладів обліку, поширених в Україні.

• Інтерфейс взаємозв'язку з існуючими системами основних виробників

• Відсутність обмежень по кількості робочих місць

• Наявність WEB інтерфейсу

• Наявність модуля Мнемосхема для оперативного відображення даних

• Можливість безкоштовного скачування оновлень з сайту компанії

Даний програмний комплекс підходить для комерційного і технічного обліку наступних ресурсів:

• Електроенергія (промисловий і побутовий облік);
• Вода;
• Газ;
• Пар;
• Тепло;
• Стиснене повітря
• Стоки;
• Датчики станів

Для оперативного контролю поточних параметрів споживання та віддаленого керування режимами роботи технологічного обладнання, взаємодії з системами управління підприємством і фінансовими програмами.

Система володіє наступними можливостями:

• дозволяє вести облік споживання енергоресурсів, за допомогою збору даних про параметри по кожній точці (групі) обліку з заданим періодом контролю (інтеграції);
• функціонує в автоматичному і ручному режимі;
• зберігає параметри обліку в базі даних;
• забезпечує багатотарифний облік споживання (відпустки) електроенергії (розбивка доби на тарифні зони);
• обеспечивает контроль соблюдения лимитов энергопотребления;
• позволяет вести единое системное время с возможностью его корректировки;
• обеспечивает отображение информации о потреблении энергоресурсов и мониторинг контролируемых систем на экранах компьютеров автоматизированных рабочих мест (АРМ) в графическом виде и в виде таблиц; 
• выводит расчетные параметры на терминал и/или на устройство печати по требованию оператора;
• обеспечивает ежедневный контроль работоспособности средств и приборов учета электроэнергии;
• обеспечивает взаимодействие с другими подобными системами, АСКУЭ энергокомпаний и системами управления предприятием (биллинговые системы, АСУ ТП, АСУ и др.). 
• наличием WEB интерфейса просмотра данных и генерации отчетной информации

Как результат работы системы – снижается трудоемкость и стоимость работ по сбору, передаче, обработке и документированию информации; повышается скорость обработки информации; достигается полнота, достоверность и оперативность информации о различных параметрах отпускаемой и принимаемой электроэнергии; оптимизируются режимы электропотребления на основе анализа полученных данных; снижаются коммерческие потери электроэнергии.

Поддерживаемые операционные системы 

• Windows 98,
• XP, Vista,  
• Windows Server 2000   - при наличии установленного Windows FrameWork 2.0
• Windows 7 (x32, x64),
• Windows Server 2003
• Windows 8,
• Windows Server 2008,
• Windows Server 2012  - при условии установки PоstgreSQL 9.xxx (не ниже) и использования установочного пакета EnergoCenter 2.6.2 и выше

SPRUT M2M Lite RS-232. Внешний вид устройства.








Интерфейс конфигуратора SPRUT M2M



Интерфейс программного комплекса Энергоцентр



Наша компания уже длительное время разрабатывает и внедряет автоматизированные системы учета для различных отраслей: от водо- и теплоучета до контроля на магистральных нефте- и газопроводах. 

Чтобы связаться с нами для разработки, приектирования и внедрения Систем теплоучета Вы можете позвонить нам или воспользоваться формой обратной связи.