Организация учета тепловой энергии

Предоставление тепловой энергии частным пользователям и юридическим лицам- процесс весьма сложный и требующий всестороннего контроля. В данный момент многие Поставляющие организации реализовали учет за предоставленной тепловой энергией, однако автоматизирован этот процесс далеко не все. Даже учитывая компьютеризацию предприятия, данные с приборов теплоучета до сих пор снимаются вручную.
В данной статье рассмотрим варианты автоматизации учета тепловой энергии

Автоматизация процесса

Большинство приборов учета имеют заложенную изготовителем функцию преобразования полученных данных с аналоговых датчиков в понятный для автоматизированных систем цифровой вид. Передача происходит при помощи интерфейсов обмена данными. В большинстве случаев это RS-232 и RS-484, реже – устаревшая токовая петля (CL).

Преобразовав сигнал, прибор ожидает запроса данных от программного обеспечения, которое в свою очередь, опрашивает группы приборов, архивирует данные и контролирует состояние системы на предмет выхода из строя либо изменений отличных от запрограммированных. Данные собирает программное обеспечение верхнего уровня.

Принципиальная схема теплоучета по каналу GSM



Организация передачи данных

Варианты обмена данными

Обмен данными может производиться несколькими способами:
- По СКС
- Беспроводные протоколы
- Прямое подключение к интерфейсу Прибора учета
- По каналу GSM

СКС
Передача данных по структурированным кабельным сетям (СКС) подразумевает подключение сервера обработки данных через сеть к прибору учета. Покольку большинство приборов учета не оснащены интерфейсом RG-45 и не поддерживают протокол TCP/IP, то необходим преобразователь интерфейсов. Это устройство позволяет сконвертировать сигнал из порта RS-232/485 в протокол TCP/IP. Преимуществом данного типа передачи данных является высокая скорость обмена данными с приборами учета – до 100Мбитс. Однако, использование СКС подразумевает наличие этой сети от сервера к прибору учета, т.е. к каждой котельной и каждому дому, где установлены приборы учета. На практике – это невозможно.

Беспроводные протоколы

К беспроводным протоколам относятся Zigbee, WiFi и т.д. Преимущества данных протоколов в отсутствии проводов для снятия данных с приборов учета. Недостатков все же больше: не популярность технологии, дороговизна реализации проекта, малый радиус работы. И опять же, большинство производителей предлагают, как опцию. Следовательно, удорожание проекта.

Прямое подключение

Приборы учета оснащены интерфейсами RS-232 и RS-485. По первому можно снимать показания, но длина кабеля не должна превышать 1,5м. Что позволять работать с прибором только локально. RS-485 напротив-может передавать данные на расстояние до 1200м. Использование данного интерфейса позволяет организовать сбор данных в пределах одного предприятия или дома. Но в рамках района и города организовать централизованную систему не удастся.

Передача данных по каналу GSM

В следствие развития мобильной связи, стало понятно, что вариантов использования сетей GSM больше, чем предполагалось. Разговоры и обмен сообщениями перерос в активное использование мобильного телефона как источника доступа к сети интернет. Промышленность тоже не осталась в стороне. Начали появляться устройства, которые могли, используя протокол CSD обмениваться данными в режиме точка-точка. Но с развитием стандарта, CSD переросло в GPRS, далее в EDGE и 3G HSDPA. Возможности расширились и теперь группа устройств могла, не дожидаясь очереди, обмениваться данными. Эту возможность назвали M2M (machine-to-machine). Преимуществами данного варианта передачи данных являются:
- Отсутствие проводного подключения между прибором и сервером
- Возможность автономного использования без применения сети 220В
- Компактность устройств передачи данных
- Возможность перенести устройства передачи данных без масштабных монтажных работ
- Простота настройки
Минусы:
- Необходимость использования внешних антенн в местах со слабым приемом
- Профилактические работы на базовых станция оператора
В виду того, что покрытие регулярно расширяют, а работы проводятся не очень часто, то эти минусы можно отнести к нюансам

Проектирование, разработка и внедрение M2M

Наша компания выбрала приоритетным направление M2M по GSM каналу. Используя собственные разработки, нами были реализованы проекты по теплоучету в рамках города, организация магистрального учета нефте- и газопроводов. Полученный опыт позволяет правильно определить потребности и особенности каждого проекта. 
Основным инструментом в наших проектах является оборудование линейки SPRUT: SPRUT M2M, SPRUT M2M Lite, SPRUT M2M Lite RS-232 и SPRUT E2COM

В качестве примера будет приведен проект по теплоучету в рамках города на базе SPRUT M2M Lite RS-232.
Технические требования:
- Совместимость M2M Lite с установленными теплосчетчиками Эргомера 125 и Axis SKS-3
- Возможность установки в антивандальный шкаф
- Минимизация расхода GPRS-траффика на одно устройство
- Поддержка протоколов обмена данными между прибором учета и Программным обеспечением верхнего уровня.
- Возможность удаленного перезапуска модема
- Минимальное вмешательство монтажных бригад в настройку оборудования
Все указанные параметры были реализованы, M2M Lite установлены, сбор данных успешно прошел тестирование и полноценно внедрен в систему учета.
Из особенностей монтажа следует выделить следующе моменты:
- Сложность доступа к некоторым установленным счетчикам
- Некоторые теплопункты находятся далеко от распределительных щитов, следовательно, выше расход кабеля для организации сети 220В
- Часть объектов находилась в зоне крайне неуверенного приема GSM сигнала из-за железобетонных конструкций.

Аппаратная часть проекта

В момент подготовки проекта, были внесены коррективы в прошивку SPRUT M2M Lite RS-232 для совместимости с установленными приборами учета. Сложность возникла только с оборудованием Эргомера. Функционал был изучен, и поддержка была добавлена. 
Все приборы учета оснащены интерфейсом RS-232. Для оптимизации стоимости проекта, был использован SPRUT M2M Lite RS-232 – это упрощенная версия SPRUT M2M Lite, которая оснащена только интерфейсом RS-232.
SPRUT M2M Lite RS-232 может работать в нескольких режимах: клиент и сервер. В режиме «Клиент» устройство само связывается с указанным в настройках сервером и отправляет ему данные. Данный режим предпочтителен для получения данных в реальном времени. Однако, данный режим подразумевает повышенный расход GPRS-траффика. В режиме «Сервер» устройство подключается к сети интернет и ждет входящее соединение с запросом данных и только после запроса происходит передача данных и, следовательно, расход траффика. В указанном проекте SPRUT M2M Lite RS-232 находится в режиме «Сервер», что позволило выйти на расход траффика до 5Мбайт в месяц. Поскольку запрос с сервера сбора данных происходит только в конце расчетного месяца для формирования счетов, данного пакетного объема более чем достаточно.
Дополнительные запросы происходят в случае опроса состояния SPRUT M2M Lite RS-232.


Пример реализации точки теплоучета



Программная часть

Поскольку система учета – это комплекс из аппаратных средств и программного обеспечения, раскроем особенности программной части.
Программная часть может делиться на несколько уровней. 
Верхний уровень (ВУ) — часть комплекса телемеханики или АСУТП, устанавливаемая обычно на пункте управления, и являющаяся верхней в иерархии комплекса по отношению к нижнему уровню. ВУ выполняет сбор и обработку данных с контроллеров нижнего уровня и транслирует на нижний уровень команды управления.
Нижний уровень (НУ) — часть комплекса, устанавливаемая обычно на контролируемых пунктах, и являющаяся нижней в иерархии комплекса по отношению к верхнему уровню. НУ выполняет непосредственный съем данных с контактных устройств и преобразователей физических величин, установленных на контролируемом объекте.
В многоуровневой системе нижним уровнем может называться полный комплекс телемеханики, стоящий ниже по иерархии построения системы.
Остановимся на ВУ.
Для сбора данных и управления в качестве примера приведем программный комплекс «Энергоцентр».
Описание продукта
Программное обеспечение для автоматизированного учета энергоресурсов (АСУЭ) "ЭнергоЦентр"
• Установлено более 400 копий (все области Украины)
• Лицензионные документы>>
• Зарегистрированная торговая марка
• «Коробочная» версия распространения, которая включает в себя диск дистрибутив, ключ защиты Guardant, документация по установке и настройке системы
• Поддержка всех типов энергоресурсов
• «Дружелюбная» ценовая политика для компаний интеграторов
• Наличие оперативной обратной связи от интегратора к разработчику
• Скорость развертывания от 30мин (до 10 приборов учета) до суток (до 500 приборов учета)
• Наличие всех необходимых модулей, которые входят в базовую поставку для решения поставленных задач:
  • Сбора данных;
  • Отображения;
  • Формирования данных передачи смежным компаниям (XML файлы, УППД, и др. форматы)
  • генератора отчетов
  • Модуль ручного ввода
• Поддержка СУБД (Oracle, Postgresql, MS SQL)
• Открытая архитектура системы, что позволяет пользователю без помощи разработчика создавать: 
  • Дерево объектов любой вложенности
  • Любое количество справочников на каждом узле
  • Настройки видимости объектов и элементов системы в зависимости от пользователя системы
  • Создавать свои типы макетов на базе XML структуры
  • Создавать свои отчеты используя генератор отчетов
• Поддержка всех типов приборов учета, распространенных в Украине.
• Интерфейс взаимосвязи с существующими системами основных производителей
• Отсутствие ограничений по количеству рабочих мест
• Наличие WEB интерфейса
• Наличие модуля Мнемосхема для оперативного отображения данных
• Возможность бесплатного скачивания обновлений с сайта компании

Данный программный комплекс подходит для коммерческого и технического учета следующих ресурсов: 
  • Электроэнергия (промышленный и бытовой учет);
  • Вода;
  • Газ;
  • Пар;
  • Тепло;
  • Сжатый воздух
  • Стоки; 
  • Датчики состояний
Для оперативного контроля текущих параметров потребления и удаленного управления режимами работы технологического оборудования, взаимодействия с системами управления предприятием и финансовыми программами.
Система обладает следующими возможностями:
  • позволяет вести учет потребления энергоресурсов, посредством сбора данных о параметрах по каждой точке (группе) учета с заданным периодом контроля (интеграции);
  • функционирует в автоматическом и ручном режиме;
  • хранит параметры учета в базе данных;
  • обеспечивает многотарифный учет потребления (отпуска) электроэнергии (разбивка суток на тарифные зоны);
  • 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.


Версия для печати

«« Назад к списку



Лидеры продаж
#

Арт. 02-03012

4004.4 грн.  3973.38 грн.
#

Арт. 03-10003

19317 грн.