Eng
Каталог продукции Цены Реализованные проекты О компании АИИС КУЭ Задачи автоматизации учёта электроэнергии АСКУЭ бытовых потребителей АСКУЭ предприятий АИИС «Integrity» АСУ Программное обеспечение Коммуникационные технологии Контроллеры Integrity Охранные системы объектов предприятия Файлы для загрузки Архив новостей

Задать вопрос:

Ф.И.О.:
Ваш E-mail:
Организация:
Сообщение:
Введите код:

АИИС КУЭ /АСКУЭ бытовых потребителей

Задача внедрения систем АСКУЭ бытовых потребителей приобретает на сегодняшний день всё большую актуальность. Это связано с постоянным ростом тарифов на электроэнергию и как следствие учащением фактов неплатежей и хищения электроэнергии.

Речь идёт о поквартирном учёте в многоэтажных жилых домах, а также об учёте в домах частного сектора, коттеджных посёлках и гаражах. При организации учёта бытовых потребителей на объектах возникает традиционный набор проблем:

  • большое количество приборов учёта (речь может идти о десятках и сотнях тысяч точек учёта);
  • большой объём монтажных работ, связанных с установкой приборов учёта и прокладкой линий связи;
  • сложность организации хранения, обработки и анализа большого количества показаний;
  • низкая оперативность сбора показаний с большого количества территориально удалённых приборов;
  • большие финансовые вложения на развёртывание системы.

Можно выделить следующие типовые варианты организации АСКУЭ бытовых потребителей:

  1. Приборы учёта, входящие в состав информационной системы, установлены в квартирах абонентов и во вводных распределительных устройствах (ВРУ). Задача заключается в ежемесячном анализе расхода энергии по каждой точке учёта. Иногда (раз в 3 месяца) требуется считывать с приборов текущие показания, которые используются энергосбытовыми организациями в качестве контрольных. Такому варианту учёта обычно сопутствуют задачи удалённого управления электросчётчиками: централизованная смена тарифного расписания и ограничение нагрузки потребителей.
  2. Приборы учёта, входящие в состав информационной системы, установлены только во вводных распределительных устройствах (ВРУ) многоквартирных домов и на отходящих фидерах трансформаторных подстанций 0,4 кВ. Первая задача актуальна для сетевых компаний, она заключается в оперативном сборе со счётчиков, установленных в подстанциях на отходящих фидерах, полного набора показаний, включающего профиль нагрузки и параметры электросети: токи, напряжения, мощности, cosφ, частоту и др. Вторая задача актуальна для энергосбытовых компаний и заключается в ежемесячном опросе счётчиков, установленных в ВРУ домов.

Главной технической проблемой АСКУЭ бытовых потребителей является организация каналов связи с каждым электросчётчиком из центра сбора данных.

  1. Самым надёжным способом на сегодняшний день является прокладка по стоякам дома кабелей для подключения каждого счётчика по интерфейсу RS-485/CAN. Шина, к которой подключены счётчики, подводится к ВРУ, рядом с которым устанавливается УСПД и каналообразующее оборудование;
  2. Гораздо менее надёжной альтернативой первому способу является применение PLC технологии, предложенной фирмой «Инкотекс». Решение заключается в том, что счётчики объекта автоматизации объединяются в PLC сеть, передающей средой которой являются силовые линии переменного напряжения 220В;
  3. Альтернативой PLC сети являются сети, образованные устройствами передачи данных по радиоэфиру в диапазоне ISM (частота 433 МГц). Такое решение было предложено ФГУП Нижегородский завод им. М. В. Фрунзе (НЗиФ).

Все три решения находятся в одном ценовом диапазоне, но имеют ряд существенных различий в объёмах наладочных работ, удобстве эксплуатации и стабильности работы. Рассмотрим три описанных выше подхода подробнее:

Наиболее часто в проектах автоматизации учёта электроэнергии бытового сектора, с участием специалистов фирмы «Аналитика» использовались однофазные счётчики активной энергии ЗАО «Инкотекс» Меркурий 200 с интерфейсом CAN и счётчики ФГУП НЗиФ СЭБ-2А.07, СЭБ-2А.08, СЭБ-1ТМ.02 с интерфейсом RS-485. Для учёта электроэнергии на вводе в дом использовались счётчики ЗАО «Инкотекс» Меркурий 230 и счётчики ФГУП НЗиФ ПСЧ-3TA.07, ПСЧ-4ТМ, СЭТ-4ТМ.02. Все эти счётчики поддерживаются системами фирмы «Аналитика». Большим неудобством использования счётчиков Меркурий 200 является нестандартная реализация фирмой «Инкотекс» CAN интерфейса. Для данной реализации CAN практически отсутствуют преобразователи интерфейса в RS-232/RS-485/Ethernet. Это вызвало необходимость заказать изготовление такого преобразователя у третей фирмы. Сама фирма «Инкотекс» подобные преобразователи серийно не выпускает.

Обвязка кабелем счётчиков в доме возможна при наличии следующих условий:

  • дом построен по современному проекту, в котором предусмотрена прокладка коммуникационного кабеля и объединение счётчиков в единую сеть;
  • счётчики установлены в щитах на лестничных площадках или в тамбурах (не в квартирах).

АСКУЭ с обвязкой счетчиков по интерфейсу RS-485

Рис. 1 - Вариант с обвязкой счетчиков по интерфейсу RS-485

Обвязка счётчиков, расположенных непосредственно в квартирах абонентов, весьма проблематична. Как правило, жильцы не соглашаются на проведение в собственной квартире работ по прокладке кабеля и подключению счётчика.

Фирма «Аналитика» имеет два законченных, готовых решения для автоматизации учёта многоквартирных домов, где приборы учёта обвязаны проводными линиями:

  1. «Integrity DH» - упрощенная система, рассчитанная на массовую установку в организациях типа ДУК, ТСЖ, ЖСК, реализующая необходимый и достаточный набор функций учёта. Упрощение заключается только в программном обеспечении верхнего уровня: интерфейс рассчитан на пользователей с низким уровнем подготовки; работы по установке, настройке и обслуживанию сведены к минимуму; на компьютере не ведётся долгосрочное хранение показаний – непосредственно после опроса они отображаются в виде отчётов и сразу передаются в биллинговые системы. Тем не менее, показания в течение достаточно долгого периода сохраняются в энергонезависимой памяти полнофункциональных контроллеров-концентраторов и могут быть в любой момент представлены в виде отчётов по команде пользователя и повторно переданы в биллинг. Такой подход позволяет предлагать заказчикам «Integrity DH» по достаточно привлекательным по меркам бытовых АСКУЭ ценам. При этом заказчик не несёт дополнительных расходов на обслуживание системы и найму высокооплачиваемых специалистов по эксплуатации.
  2. «Integrity» - полнофункциональная система, рассчитанная на полную автоматизацию большого количества точек учёта (более 15 000), интеграцию с биллинговыми системами, предназначенная для установки в энергосбытах.

«Integrity DH» позволяет:

  • использовать для передачи данных каналы связи GSM/GPRS, GSM/CSD, Ethernet. Контроллеры – концентраторы «Integrity» имеют встроенный вход Ethernet и порт DB-9 для подключения модемного оборудования с интерфейсом RS-232.
  • организовать резервирование каналов связи (например, одновременно использоваться GPRS и Ethernet), таким образом, выполняя технические требования многих энергосбытовых организаций;
  • организовать сбор данных с 400 бытовых счётчиков одним контроллером-концентратором «Integrity»;
  • использовать различное количество контроллеров «Integrity» и каналов связи; количество точек учёта в системе ограничивается только количеством приобретённых контроллеров-концентраторов «Integrity» и количеством каналов связи;
  • организовать дистанционную смену тарифного расписания и индикации счётчиков, а также управление нагрузкой, с возможностью дистанционного наблюдения за ходом выполнения задачи;
  • организовать централизованный сбор данных по различным каналам связи без использования базы данных;
  • сохранять считанные данные в виде отчётов формата Excel или web-страниц, а также формировать файлы экспорта, в том числе по формам АСКУЭ Мосэнергосбыт (файлы ASQ) и 80020* (файлы XML);
  • автоматически отправлять отчёты и файлы экспорта по электронной почте и выкладывать их в сетевые папки.

Более подробную информацию о возможностях системы «Integrity DH» можно получить из руководства по её эксплуатации.

Полнофункциональная система «Integrity» имеет тот же состав оборудования, что мини система, но комплектуется другим программным обеспечением. Программное обеспечение «Integrity» позволяет:

- производить опрос многофункциональных счётчиков, установленных в ТП 0,4 кВ, для получения следующих данных:

  • показания на начало суток по четырём тарифам и четырём видам энергии;
  • показания на начало месяца по четырём тарифам и четырём видам энергии;
  • текущие показания по четырём тарифам и четырём видам энергии;
  • параметры электросети: токи, напряжения, активные и реактивные мощности, коэффициенты мощности (cosφ), частоту;
  • получасовые профили мощности по четырём видам энергии;

- сохранять показания в центральной базе данных, работающей под управлением СУБД Microsoft SQL Server 2005, рассчитанной на хранение данных по большому количеству абонентов (более 15 000). Под данными абонентов понимается:

  • показания приборов учёта: текущие показания, показания на начало месяца, показания на начало суток по активной энергии прямого направления по четырём тарифам;
  • карточка абонента: ФИО, адрес проживания, лицевой счёт, серийный номер прибора учёта, тип прибора учёта;

- автоматически (по расписанию) либо вручную выполнять задания на опрос;
- автоматически (по расписанию) либо вручную строить отчёты и получать файлы экспорта данных;
- просматривать данные в виде Web-страниц через Internet с помощью обычных Web-браузеров (IE, Opera и т.п.);
- управлять глубиной хранения информации в базе данных;
- хранить и отображать в системе технологические операции по установке/снятию приборов учёта и трансформаторов;
- учитывать технологические операции по установке/снятию приборов учёта и трансформаторов при построении отчётов и файлов экспорта.

Более подробную информацию о возможностях системы «Integrity» можно получить из руководства по её эксплуатации.

Наши решения позволяют эффективно собирать данные с большого количества приборов учёта различных производителей по дистанционным каналам связи, изменять параметры приборов учёта, ограничивать нагрузку потребителей с использованием возможностей счётчиков, строить балансовые отчёты, производить экспорт данных в другие системы, организовывать защищённый просмотр данных через Internet.

Рассмотрим решение фирмы «Аналитика» c применением PLC устройств ЗАО «Инкотекс» для задачи учёта электроэнергии в бытовом секторе. Речь пойдёт об устройствах, поддерживающих технологию PLC-I.

АСКУЭ с использованием PLC технологии

Рис. 2 -  Вариант реализации с использованием PLC технологии

В состав системы, основанной на применении PLC оборудования фирмы «Инкотекс», входят: счётчики со встроенными PLC модемами (Меркурий 200, Меркурий 201, Меркурий 230), комплект однофазных PLC концентраторов Меркурий 225, концентратор «Integrity» на базе контроллера I7188XAD со встроенным программным обеспечением фирмы «Аналитика», GSM коммуникатор «Integrity» на базе модема Siemens TC65 со встроенным программным обеспечением фирмы «Аналитика», программное обеспечение верхнего уровня «Integrity».

PLC сеть организуется между счётчиками со встроенными PLC модемами и однофазными PLC концентраторами Меркурий 225. Комплект PLC концентраторов устанавливается в подстанции 0,4 кВ (по одному на фазу). Показания счётчиков поступают в буфер концентратора и остаются в нём до момента вытеснения новыми данными. Показания счётчиков из концентратора могут быть считаны контроллером «Integrity» по интерфейсу RS-485. При развёртывании системы на основе технологии PLC-I фирмы «Инкотекс» нужно учитывать следующие особенности:

  • Встроенные в счётчики PLC модемы, работающие в рамках одной физической PLC сети, должны иметь уникальные PLC адреса. PLC адреса можно задать только при помощи специального устройства «Т-модем» и специального ПО фирмы «Инкотекс». «Т-модем» имеет USB интерфейс для связи с компьютером и должен быть подключен в одну силовую сеть с программируемым счётчиком. Программировать PLC адреса счётчикам можно только индивидуально, при этом в PLC сети не должно быть «видно» других счётчиков. Такой вариант подготовки оборудования к работе крайне неудобен, так как требует индивидуального доступа к каждому прибору, гальванически изолированному от других счётчиков.
  • Ранние версии PLC концентраторов Меркурий 225 работали нестабильно и могли зависать в ходе работы. При наладке системы нужно прошить концентраторы последней версией встроенного программного обеспечения, загруженного с сайта Инкотекс.
  • Качество передачи данных от счётчиков в концентратор сильно зависит от физических параметров силовых линий: длины линии, уровня помех, количества скруток.
  • Данные от счётчиков в концентратор поступают через непредсказуемый интервал времени. Под данными понимаются текущие показания приборов учёта (нарастающий итог) раздельно по тарифам.
  • Показания, считываемые с PLC концентратора Меркурий 225 в кВт•ч, содержат 4 знака, хотя счётчик отображает на индикаторе показания с пятью знаками. Этот факт делает программное обеспечение верхнего уровня, которое обязано рассчитывать пятый знак самостоятельно, сложным и трудоёмким в реализации. Пользователи такой системы обязаны при конфигурировании счётчиков вводить в систему показания на момент установки.
  • При монтаже счётчиков бытовых потребителей, обычно не известно от какой фазы запитана квартира конкретного абонента. Соответственно показания счётчиков, подключенных к разным фазам, могут попадать в разные концентраторы из комплекта, установленного в подстанции. Для получения показаний всех счётчиков объекта учёта возникает необходимость сканирования контроллером «Integrity» каждого концентратора на предмет поиска данных по нужному счётчику.
  • Уровня PLC сигнала на одном концентраторе, расположенного в подстанции может быть не достаточно для опроса всех счётчиков объекта учёта. Для решения этой проблемы используются PLC концентраторы в режиме ретрансляции.
  • Возможно применение только счётчиков фирмы «Инкотекс». Счётчики других производителей, использующих PLC технологию, не могут быть встроены в такую систему.
  • В связи с непредсказуемостью времени прихода данных от счётчиков в концентратор весьма затруднительным является составление методики поверки такой системы при подготовке пакета сертификационных документов.

Специалисты фирмы «Аналитика» имеют опыт внедрения систем автоматизации энергоучёта на основе технологии PLC-I фирмы «Инкотекс». По нашему опыту применение этих решений всегда осложнено рядом проблем. Однако в некоторых случаях подобные решения работали вполне приемлемо - удавалось добиться устойчивого опроса более 90% от необходимого количества точек учёта.

Рассмотрим решение фирмы «Аналитика» с применением устройств ФГУП НЗиФ для задачи учёта электроэнергии в бытовом секторе. ФГУП НЗиФ серийно выпускает два типа устройств: радиоадаптеры с интерфейсом RS-485, и GSM коммуникаторы, разработанные фирмой «Кедах Электроникс Инжиниринг». С помощью этих устройств можно организовать радиосеть для дистанционного снятия показаний счётчиков. В состав системы, основанной на оборудовании ФГУП НЗиФ, входят: счётчики производства ФГУП НЗиФ, радиоадаптеры, GSM коммуникатор «Кедах Электроникс Инжиниринг», модем Siemens MC35, программное обеспечение верхнего уровня «Integrity», разработки ООО «Аналитики».

АСКУЭ с применением устройств ФГУП НЗиФ

Рис. 3 - Вариант с применением устройств ФГУП НЗиФ

Радиоадаптеры предназначены для использования в режиме прозрачной ретрансляции, либо в режиме оконечного устройства радиосети. За счёт внутреннего протокола, реализованного в коммуникаторе и радиоадаптерах, данные от коммуникатора передаются по радиосети через ретрансляторы и доходят до оконечного адаптера, из которых по интерфейсу RS-485 попадают в счётчик. Ответ счётчика посредством того же внутреннего протокола проходит обратный маршрут и возвращается в коммуникатор.
GSM коммуникатор «Кедах» выполняет следующие функции:

  • по команде оператора обеспечивает установку на основе GPRS временного дистанционного канала связи с сервером сбора данных;
  • хранит в энергонезависимой памяти таблицу маршрутизации, описывающую однозначную связь между сетевыми адресами счётчиков и идентификаторами радиоадаптеров;
  • хранит в энергонезависимой памяти таблицу, описывающую маршруты передачи данных между радиоадаптерами;
  • при получении от сервера сбора данных команды, предназначенной для конкретного прибора учёта, определяет тип протокола (только для счётчиков ФГУП НЗиФ), выделяет в команде сетевой адрес прибора и по нему находит в таблице нужный радиомаршрут; найденный маршрут используется для передачи данных прибору учёта.

Специалисты фирмы «Аналитика» имеют опыт внедрения систем автоматизации энергоучёта на основе оборудования ФГУП НЗиФ. При их участии был осуществлён пуск в промышленную эксплуатацию АСКУЭ бытовых потребителей на 15 000 точек учёта в городе Дубна. В качестве ПО верхнего уровня использовалась система « КТС Микрон 2», созданная на основе ядра «Integrity». По отзывам заказчиков ЦОП Энерго и Мосэнергосбыт работа ПО верхнего уровня не вызывает вопросов и позволяет решать необходимые задачи.

Copyright © 2009-2010 «Аналитика».
Промышленная автоматизация: АСУ, АИИС, АСКУЭ
Наш e-mail: info@arm2u.ru