Автоматизация технологических процессов и производств

ном сокращении эксплуатационных расходов. У потребителя устанавливаются счетчики электроэнергии и газа с использованием смарт-карт. Карточка абонента (смарт-карта) является платежным средством и одновременно средством переноса информации. На карточку записываются показания счетчика, параметры тарифа, действующего между абонентом и энергоснабжающей компанией, текущий уровень кредита, функциональное состояние счетчика (диагностика) и другие параметры.

Платежный терминал, устанавливаемый в локальных отделениях поставщика энергии, используется для записи кредита (предоплаты) на карточку абонента и для считывания информации от счетчика. Терминал обслуживания абонентов (CST) в офисе энергоснабжающей компании выполняет основные административные функции: выдачу новых карточек абонентам или их коррекцию; введение новых или индивидуальных тарифов; связь с платежными терминалами и обработку всех данных о потреблении и об оплате и т.д.

Подача энергоресурса начинается с момента, когда карточка вставлена в счетчик, сумма кредита переносится в память счетчика, данные о потреблении, системные сообщения и коды ошибок переносятся на карточку для передачи энергоснабжающей организации при следующей операции предоплаты. Подача энергоресурса прекращается после исчерпании предоплаты. Таким образом, задолженности у абонента быть не может. Система Talexus рассчитана на обслуживание минимальным количеством персонала. Сбор данных о потреблении через карточки означает отсутствие необходимости в традиционном дорогостоящем сборе показаний счетчиков с посещением помещений абонентов, необходимости выставлять счета и организовать сбор платежей. Благодаря этому затраты на установку системы будут компенсированы эффектом от ее работы. Только хищения сокращаются на 15–20 %.

Следует отметить, что аналогичная система внедрялась и в ОАО «Пермэнерго» (200 счетчиков и три расчетных центра на 1.10.1999). Используются 1- и 3-фазные 1- и 2-тарифные электронные счетчики СРS с чип-ключом (фирма HTS-Elektronik (ФРГ)) и счетчики СПС со смарт-картой ЗАО «ЮС-ТРАНС» (Пермь) на прямое включение (до

251

100 А) и через трансформаторы тока. Счетчики могут сообщать на дисплее о вскрытии крышки зажимов или сразу отключать нагрузку через контактор или 2-стабильное реле. Счетчики могут работать до –40 °С, обеспечивать подачу звукового сигнала перед обесточиванием нагрузки (по окончании сеанса или кратковременного кредита). На станциях программирования (не ниже Р-120, 16 Мб RAM, 2,1 HD) используется программный продукт СПЭ. Время программирования карты ключа – не более 3 минут, число циклов перезаписи не менее 20 000, время сохранения информации – не менее 10 лет. Число абонентов одной станции – 2000. Число станций в локальной сети, использующих единую базу данных, – до 100. Однако несогласованность поставщиков пока не позволила расширить применение данной системы в «Пермэнерго».

Существуют клиент-карты (ключ) и сервисные карты (ключи). Сервисные карты позволяют:

–безлимитно подавать электроэнергию при инициализации и проверке счетчика;

–менять номер клиента, номер счетчика, устанавливать время;

–производить окончательный расчет с клиентом при выводе счетчика из системы.

Системы учета потребления электроэнергии с предоплатой несомненно найдут применение для мелкомоторных потребителей. Для бытовых потребителей это потребует замены существующих элек-

тросчетчиков на значительно более дорогие. Но 90 % счетчиков в ЖКХ работают без замены и поверки по 20–30 лет. Большинство из них – с классом точности 2,5 и требуют замены. Следует сразу устанавливать счетчики, адаптируемые к АСКУЭ БП. Около 30 % стоимости последних составляют затраты на средства измерений.

Ряд АСКУЭ БП представлены в табл. 13.4, 13.5. Другие АСКУЭ БП: «Политариф-А» – ГЦИ СИ ГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «ДЕКАРТ Ф. Альбион» (Челябинск) – смарт-карты.

Рассмотрим одну из перспективных отечественных систем АСКУЭ БП. АСКУЭ «Континиум» (ИАЦ НТИ «Континиум», Москва, www.continium.ru) сертифицирована Госстандартом Российской федерации (№ 19687-00 в Государственном реестре средств измерений),

252

Т а б л и ц а 1 3 . 4

Характеристика существующих АСКУЭ бытовых и мелкомоторных потребителей

допущена к применению в стране для использования в системах коммерческого учета. Структура АСКУЭ «Континиум» представлена на рис. 13.3.

АСКУЭ «Континиум» представляет собой информационно-изме- рительную систему для удаленного измерения количества импульсов с телеметрических выходов счетчиков электроэнергии, счетчиков холодной и горячей воды, счетчиков газа, преобразования собранной информации в цифровую форму для ее хранения, привязки к астрономическому времени и передачи по цифровым каналам связи.

Рис. 13.3. Структура системы АСКУЭ «Континиум»

255

Сбор информации и передача команд управления осуществляется:

впределах объектов, питающихся от одной трансформаторной подстанции, по кабельным и домовым электросетям сетям 220/380 В;

впределах ЖЭК или другой административно-территориаль- ной единицы выбор системы передачи информации определяется по желанию заказчика (электросеть, телефонный канал, выделенная

линия, радиомодем, сотовая связь, ноутбук); на уровне города – по высокоскоростным каналам связи;

оперативная обработка информации осуществляется компьютерами, установленными в помещении оперативно-диспетчерской службы каждого района и в диспетчерских службах поставщиков энергоресурсов.

Система может применяться энергокомпаниями и местными электросетями, муниципальными коммунальными предприятиями, а также компаниями и предприятиями, обслуживающими жилищные кооперативы, кондоминиумы, дачные и коттеджные поселки.

Система АСКУЭ «Континиум» имеет иерархическую структуру, охватывающую несколько уровней: начиная от счетчиков электрической энергии, воды или газа, измеряющих величины расхода по отдельной квартире и кончая уровнем расчетного центра, централизованно учитывающего потребление по району, городу или области. В каждом конкретном случае уровни охвата системы могут быть ограничены в зависимости от поставленных задач, но всегда есть возможность впоследствии установить дополнительные модули и подсистемы, чтобы охватить большее число точек учета, расширить перечень измеряемых величин либо ввести дополнительные контролирующие функции (например, для локализации утечек при несанкционированном подключении) без изменения уже функционирующей части системы.

На самом низком уровне система использует устройства сбора и передачи данных в виде электросетевого модема (ЭСМ) PLM-4C, подключенные к счетчикам с импульсным телеметрическим выходом. Каждый модуль регистрирует импульсы от 1 до 4 счетчиков расходуемых ресурсов, пересчитывая их в именованные величины (расхода электроэнергии, воды или газа) и сохраняя в энергонезави-

256

симой памяти. Связь со следующим уровнем системы (с уровнем дома) осуществляется по линиям бытовой электропроводки по протоколу IEC EIA-600 (CEBus) со скоростью передачи 2500 бод. Формирование и передача пакетов данных с обнаружением и исправлением ошибок. Метод доступа – CSMA/CD.

На уровне дома система использует локальный блок сбора данных (ЛБСД), подключенный к трем фазам электропроводки, с одной стороны, и к средствам связи со следующим уровнем системы – с другой. На следующем уровне предусмотрена организация центральных диспетчерских (ЦД), каждая из которых отвечает за измерения по нескольким домам в пределах микрорайона. На этом уровне система представляет собой одно или несколько рабочих мест, с ко-

и проводят первичную обработку.

УСПД устанавливаются непосредственно в местах регистрации показаний, подключаются к импульсным телеметрическим выходам счетчиков. Каждое устройство допускает подключение до 4 счетчиков одновременно.

ЛБСД имеет степень защиты IP66. Устанавливается в любом удобном месте – в подвале, электрощитовой или трансформаторной подстанции. Опрашивает до 512 устройств УСПД, для связи с ними использует трехфазную бытовую электропроводку. Доступ к данным ЛБСД, а также изменение режима опроса счетчиков осуществляется дистанционно, с использованием любых каналов связи – по телефону, по радио, через Интернет и др. Возможен и режим полной автономности, с периодическим подключением к ЛБСД переносного компьютера и считывания накопленных показаний.

Система обработки – это специализированное программное обеспечение, которое может быть развернуто на одном или нескольких компьютерах и служит для дистанционного считывания, хранения и обработки показаний.

Центральная диспетчерская (ЦД) обеспечивает изменение режимов работы ЛБСД, считывание данных и мониторинг работы системы регистрации, осуществляет запись показаний в базу данных,

257

позволяет проводить контроль балансных групп и формирование отчетности для энергетических компаний. Установка соединения и обмен данными с ЛБСД может быть произведен в любое удобное для обслуживающего персонала время (постоянная связь не требуется).

Биллинговая подсистема. С помощью программного обеспечения биллинговой подсистемы энергопотребление пересчитывается в деньги с учетом заданных скидок, льгот и тарифных зон. Автоматически формируются счета на оплату. Поддерживается гибкий механизм изменения настроек, в зависимости от действующей системы льгот и других особенностей.

Система АСКУЭ «Континиум» вандалоустойчива, неприхотлива к внешним условиям, удовлетворяет всем требованиям промышленной эксплуатации, защищена от несанкционированного доступа и рассчитана на длительный срок службы (не менее 30 лет).

В настоящее время компания является членом Торговопромышленной палаты Московской области и аккредитована при Энергетической комиссии Московской области в качестве экспертной организации. В компании организованы службы сопровождения, проводится обучение персонала заказчика для самостоятельной эксплуатации системы.

Дополнительные сведения об АСКУЭ «Континиум» даны в прил. 13.4.

АСКУЭ «Континиум» внедряется в Подмосковье (Химки, Люберцы, Троицк, Красногорск и т.д.), в СанктПетербурге, Малоярославце. Реализованы пилотные проекты в Москве и Калининграде.

Рассмотрим контроллер сбора, хранения и передачи на верхний уровень УПД-600 в перспективной АСКУЭ БП «Политариф-А» производства ЛЭМЗ, внешний вид которо-

Рис. 13.4. Контроллер УПД-600 го представлен на рис. 13.4.

258

Назначение УСД-600. Обмен данными по трехфазной четырехпроводной силовой сети 0,4 кВ (А, В, С, N) со счетчиками электрической энергии ЦЭ2726-12М, ЦЭ2727М, обмен данными по интерфейсу RS485 со счетчиками электрической энергии ЦЭ2727 с RS485, передача данных об энергопотреблении по телефонной проводной (PSTN), сотовой (GSM) или компьютерной (LAN) сети в пункты учета энергопотребления.

Устройство передачи данных УПД-600 со своим программным обеспечением представляет аппаратно-программный комплекс. В общем случае УПД опрашивает модемные счетчики, установленные на одном вводе (включенные в одну вторичную обмотку понижающего трансформатора 0,4 кВ).

Основные функции УПД-600:

чтение данных из счетчиков сети с записью в свою энергонезависимую память;

отсчет текущего времени и регистрация времени обменов со счетчиками;

обмен информацией между УПД и модемом PSTN/GSМ/LAN для передачи данных в пункты учета энергопотребления. Контроль доступа к памяти УПД со стороны модема PSTN/GSM/LAN;

самодиагностика УПД в процессе функционирования. Конструкция. УПД выполнен в корпусе трехфазного счетчика

ЦЭ2727 и имеет одинаковые с ним габаритные и установочные размеры. На щитке УПД для визуального контроля обменов и работоспособности установлены 8 светодиодов красного и зеленого цвета. Под щитком расположены 4 порта для программирования и опроса, выполненные на разъемах DB-9.

Состав УПД:

Концентратор для обмена данными между УПД и счетчиками и для накопления информации от счетчиков в базе данных УПД.

Контроллеры: модемов силовой сети, порта интерфейса RS485, работы с модемом PSTN/GSM/LAN.

Встроенные часы реального времени и источник их автоном-

ного питания (литиевая батарея).

259

В состав УПД входят 3 микроконтроллера.

Центральным является микроконтроллер концентратора.

Его основные задачи – формирование кадров обменов для модема силовой сети, запись в энергонезависимую память данных от счетчиков и состояния завершения обменов, учет текущего времени и времени переходов зима/лето, учет времени обменов со счетчиками, тестирование внутренних ресурсов УПД после включения питания, арбитраж доступа к памяти со стороны контроллера телефонного модема. Объем энергонезависимой памяти концентратора 512 кбайт.

Микроконтроллер модема силовой сети осуществляет поме-

хоустойчивое кодирование и декодирование информации, реализует функции повтора кадров по силовой сети в случае ошибок обмена, производит адресную фильтрацию кадров обмена. Частота FSK модуляции сигнала в канале PLC 82 кГц при скорости 600 бод или 72 кГц при скорости 1200 бод.

Микроконтроллер телефонного модема реализует кадровый и логический уровни обмена по модему PSTN/GSM/LAN. После установления связи между модемами микроконтроллер поддерживает пересылку данных из памяти УПД в пункт учета.

Отдельные данные, считываемые и вводимые в счетчики ЦЭ2727М и ЦЭ 2727 с RS485 в АСКУЭ «Политариф-А», приведены в табл. 13.6.

Т а б л и ц а 1 3 . 6

Характеристики АСКУЭ «Политариф»

260