Отраслевая конференция 
«Теплоснабжение-2019»
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
Теплообменные аппараты ТТАИ

Повышение эффективности использования систем автоматического считывания данных с коммерческих счетчиков тепловой энергии

Нормунд Талцис, председатель правления;
Михаил Дубсон, заместитель руководителя отдела информационного обеспечения;
AS «RIGAS SILTUMS», г. Рига, Латвия

Экономическая эффективность современного предприятия напрямую зависит от уровня вовлеченности информационных технологий в технологический процесс производства продукции и управления предприятием. Не являются исключением и предприятия централизованного теплоснабжения.

Технологический процесс теплоснабжения включает в себя несколько этапов: получение тепловой энергии от сжигания топлива, транспортировка тепловой энергии по теплопроводам до абонента, потребление тепловой энергии для отопления или подогрева воды. Каждый из этих этапов требует соблюдения определенных режимов функционирования всех элементов системы (например, отсутствие утечек, обеспечение требуемого уровня потока теплоносителя у конкретного абонента), а также учета количества произведенной на теплоисточнике и потребленной абонентом тепловой энергии.

На основании количества потребленной энергии (по показаниям домового счетчика) согласно тарификации абоненту периодически выставляется счет. Таким образом, для выставления корректного счета, показания абонентских счетчиков должны быть считаны в одно и то же время и предоставлены в систему коммерческого учета предприятия.

При достаточно большом количестве абонентов выполнение этого условия требует постоянных и значительных затрат человеческих ресурсов, что может оказаться неприемлемым для современного предприятия централизованного теплоснабжения. Кроме того, при такой схеме не исключена возможность возникновения ошибок ручного ввода.

Помимо очевидной необходимости учета потребленной тепловой энергии, залогом предоставления качественной услуги является существование возможности быстрого контроля ситуации у абонента (режим работы теплоузла, факт наличия электроснабжения), особенно во время отопительного сезона.

Важным условием является необходимость получения коммерческих данных об отпущенной и потребленной тепловой энергии как поставщиком, так и потребителем, в одно и то же время. Поставщику тепловой энергии это дает возможность абсолютно точно определять еще и тепловые потери в сетях.

Кроме того, большую важность представляет собой информация о случаях несанкционированного доступа в теплоузел (например, с целью перенастройки режимов отопления, или, что еще хуже, кражи оборудования).

Все эти факторы являются основными предпосылками для возникновения задачи автоматизации сбора данных с коммерческих счетчиков тепловой энергии.

Как известно, любое крупное предприятие централизованного теплоснабжения состоит из многих подразделений, каждое из которых традиционно пользуется одной или несколькими информационными системами. Эти системы должны предоставлять непротиворечивую информацию в удобном для пользователя виде. Всякое внедрение новой системы предполагает появление дополнительных затрат на обучение персонала по работе с ней. Кроме того, разного рода психологические факторы могут сдерживать переход на новую систему, ломают привычную для работника схему организации его труда, снижая производительность.

Поэтому, очень важно, чтобы новая система после внедрения оказалась максимально «незаметной» для конечного пользователя, предоставляя данные в уже существующей, привычной ему системе. Этого эффекта можно достичь, только уделив должное внимание механизму взаимодействия существующих систем на самых ранних этапах разработки технического задания для новой информационной системы, четко представляя ее место в едином информационном пространстве предприятия.

На примере предприятия централизованного теплоснабжения города Риги «RIGAS SILTUMS», где реализован проект централизованного считывания данных с комерческих счетчиков тепловой энергии, мы рассмотрим архитектуру системы и механизмы взаимодействия с существующими системами предприятия (SAP IS-U, TDS, NMS, ГИС «Zulu») (рис. 1.):

■ TDS - система технологических данных;

■ NMS - система считывания показаний с тепловых счетчиков;

■ SSK - тепловой счетчик.

Система технологических данных (TDS) - это интегрированное программное решение, которое объединяет в себе ГИС (карта города Риги с теплосетями и объектами теплоснабжения), функции мониторинга параметров технологических объектов, а также доступ к данным счетчиков клиентов, которые поступают из SAP IS-U и NMS (системы автоматического считывания). Система обеспечивает доступ к технологическим параметрам объектов теплоснабжения, таким как температура, давление, тепловой поток, нагрузка теплоисточников и значимых объектов теплоснабжения. К системе подключены порядка 200 объектов (котельные, камеры, тепловые узлы), а также доступна информация о порядка 2000 различных групп параметров (Т1, Т2, Р1, Р2 и так далее). Оперативные данные представлены в виде отчетов по запросу пользователей (рис. 2).

Функции ГИС предлагают доступ к географической информации в векторном и растровом (термовизия) видах. ГИС состоит из основной карты Риги, схем теплосетей и архива термовизии (2005, 2009, 2013).

Слои теплосетей и связанных с ними объектов обеспечивают доступ к большому спектру технической информации предприятия (местонахождение объектов теплоснабжения, топология участков трасс, протяженность, диаметры, типы канальных трасс и т.д.). Слои теплосетей полностью поддерживает технический отдел предприятия, используя програмное обеспечение ГИС «Zulu».

Одновременно с решением задачи коммерческого сбора данных со счетчиков тепловой энергии на предприятии решена задача получения аварийных сигналов пропадания электричества у абонента, несанкционированного посещения индивидуального теплового узла, информации с детектора о проблемах на бесканальных тепловых трассах, подходящих к тепловому узлу, а также имеется возможность опросить конкретные счетчики в реальном времени или установить режим опроса отдельно взятого счетчика, группы счетчиков каждый час в течение суток или недели.

Ежедневные данные считывания счетчиков учета тепла в общем отчете в системе ТDS представляются точно также, как и оперативные показания в других информационных системах предприятия. Отличие лишь в том, что набор параметров от абонента строго фиксирован: это, собственно, показания счетчика (а также его номер), аварийные сигналы (аварии детектора, сигнал проникновения в теплоузел).

Кроме этого, доступны типизированные отчеты в виде списка объектов. Здесь, наряду с показаниями счетчика, представлена дополнительная информация об абоненте, идущая из программы SAP IS-U: это адрес, номер счетчика, теплоисточник, инспектор, индикаторы контуров отопления, наличие горячей воды и вентиляции. Всего есть несколько типизированных отчетов: абсолютные данные счетчиков (необработанные данные со счетчика), суточное потребление, недельное потребление. Возможен прямой экспорт в Excel.

В ГИС доступен слой считывающих счетчики устройств, который отображает подключенных к сетям абонентов и дополнительно предлагает информацию об абонентах из SAP IS-U (обновляется раз в час). Информация об абоненте состоит из: номера инсталляции, номера договора, номера и типа теплоисточника, данные о клиенте, об ответственной контактной персоне (мастере), о технике или слесаре по обслуживанию и т.д.

Общее описание системы автоматического считывания данных с коммерческих счетчиков учета тепловой энергии

Предлагаемое решение представляет собой двунаправленную иерархически организованную сеть (запрос/ответ) на основе патентованной беспроводной технологии (рис. 3).

Сеть поддерживает все функции - автоматический и «ручной» опрос, возможность удаленного конфигурирования узлов, ежедневная синхронизация часов, общий монторинг и диагностика системы.

Система включают в себя следующие компоненты:

■ EP - приемопередающее устройство на стороне абонента, подключаемое непосредственно к системе NMS, оборудовано дополнительными портами для подключения датчиков с дискретными сигналами, EP непосредственно опрашивает коммерческие счетчики в указанное время и сохраняет считанные данные для передачи на базовую станцию (BTS), EP взаимодействует с BTS явным или неявным образом (через ретранслятор RP) (рис. 4);

■ BTS - представляет собой узел сети, взаимодействующий с EP Предназначен для считывания предварительно сохраненных данных и передачи их на главный сервер системы посредством частной или публичной сети связи (ADSL или оптоволокно);

■ RP - представляет собой усилитель радиосигнала;

■ система управления сетью (NMS) - основанная на SQL, она реализует основные алгоритмы управления сетью, считывания данных, обеспечивающие ее работоспособность, предоставляет пользовательский WEB-интерфейс для доступа к основным функциям настройки и диагностики, а также программный интерфейс (SOAP) для доступа к данным и управлению со стороны внешних систем.

Интерфейс пользователя - это компьютерная программа, которую используют как разработчики системы, так и обслуживающий систему персонал.

Интерфейс пользователя обеспечивает следующие функции:

■ доступ к функциям диагностики системы (считывающее устройство, базовая станция и репитер);

■ отображение конфигурации существующей системы (зарегистрированные считывающие устройства и базовые станции и их конфигурация);

■ доступ к архивам коммуникационных ошибок и прочим событиям (открытие дверей, срабатывание датчиков СОДК предизолированных трубопроводов бесканальной прокладки).

Доступ к системе защищен паролем, и предусмотрены следующие уровни доступа:

■ администратор - функции системы, управление аккаунтами пользователей,

■ оператор сети - управление и диагностика компонентами управления и диагностики,

■ пользователь - доступ к данным счетчиков, подготовка запросов.

Система формирует список считываемых счетчиков и отсылает в базу данных ORACLE, которая готовит SOAP запрос и отсылает его в NMS. После получения ответа со счетчика информация становится доступной в ORACLE таблицах.

Список объектов для ежедневных считываний счетчиков (каждый день с 9:00) формирует ORACLE база данных, а список объектов для коммерческого считывания (первое и пятнадцатое число каждого месяца) формируется в SAP.

Дополнительно существует возможность формировать запрос на считывание данных с отдельных коммерческих счетчиков (один раз, через час в течение суток или в течение недели) в SAP IS-U, а также с помощью программы TDS (рис. 5). Данная функция доступна, только если NMS свободна - не занимается оперативным или коммерческим опросом, синхронизацией времени или диагностикой. Считывание данных с одного счетчика требует 30-40 сек.

Все данные со счетчиков доступны в информационной системе ТДС, а коммерческие данные дополнительно экспортируются в SAP IS-U.

Кроме того, в базе данных ORACLE разработаны следующие дополнительные функции.

■ Подготовка и рассылка на электронные адреса информации о качестве ежедневного опроса счетчиков всем заинтересованным лицам.

■ Подготовка и рассылка на электронные адреса данных коммерческого считывания счетчиков клиентам.

■ Опрос данных со счетчиков через СМС.

■ Передача сигнала об аварии из NMS (авария с детектора бесканальных трасс, пропадание электричества, сигнал о несанкционированном посещении помещения, где установлен тепловой узел).

Таким образом, сервер базы данных ORACLE является ключевым узлом, обеспечивающим обмен информацией между системами NMS, SAP IS-U, TDS, GIS Zulu.

Для идентификации объекта в NMS используется EP; SAP IS-U и ORACLE используют так называемый «номер инсталляции», в то время как для пользователя наиболее выразительным является адрес. Поэтому для того, чтобы увидеть адреса и «номер инсталляции», в этой системе требуется подключение в ORACLE базе данных.

Описание компонентов системы

Подключения на стороне абонента. EP располагается недалеко от теплового счетчика. К EP подключается:

■ Внешняя приемопередающая антенна (кабель RG 58, max. 10 м);

■ Счетчик тепловой энергии (кабель UTP cat. 5E, max. 5 м);

■ Датчик (детектор) (кабель UTP cat. 5E);

■ Датчик движения или открытия двери.

Сам EP подключен к источнику питания DC 12 В.

Внешняя приемопередающая антенна работает на частоте диапазона 400 MHz и расположена на фасаде здания на уровне 1-го этажа на высоте 2,5-5 м. Точное расположение уточняется на основании замеров уровня сигнала от ближайшей BTS.

Конструктивно EP представляет собой одноплатный микрокомпьютер с двумя преобразователями сигнала RS-232, преобразователем сигнала TTL и дискретным входом. Один из преобразователей RS-232 используется для подключения детектора, к преобразователю TTL подключается счетчик тепловой энергии (возможно, через специальный адаптер), к дискретному входу подключается датчик движения или открытия двери.

Устройство EP оборудовано аккумулятором, благодаря которому оно способно передать на BTS «последнее сообщение» в случае пропажи электропитания. При восстановлении электропитания также отправляется сообщение на BTS. Дополнительный элемент питания предусмотрен для обеспечения работы внутренних часов.

Датчик (детектор) СОДК предназначен для контроля за сопротивлением изоляции участка предизолированных тепловых сетей бесканальной прокладки. При возникновении утечки на участке датчик (детектор) выдает дополнительную информацию, аварийный сигнал, который посредством EP передается в систему для оповещения дежурного персонала. К одному EP может быть подключено до 4-х детекторов.

Дополнительно помещение теплоузла может быть оборудовано датчиком движения для выявления несанкционированных проникновений. Следует отметить, что первоначально такой датчик не был предусмотрен в техническом задании, однако его оказалось возможным подключить к функции ЕР открытия двери через специальное устройство, минимизирующее количество ложных срабатываний.

Схема базовой станции. BTS опрашивает связанные с ней EP по радиоканалу и передает считанные данные на главный сервер системы, используя сеть передачи данных. BTS - расположены на мачтах в определенных расчетных точках города, обеспечивая максимальное покрытие (рис. 6).

Аппаратная часть BTS похожа на EP, за исключением того, что к порту RS-232 подключается преобразователь RS-232/LAN, который по витой паре или оптической линии подключается к сети передачи данных.

Всего в системе имеется 37 базовых станций, 50 ретрансляторов, 7366 точек подключения, 1000 датчиков детекторов.

Для коммуникации используется 3 выделенных частоты в диапазоне 400 MHz.

Описание системы управления сетью (NMS). Программа управляет всеми остальными компонентами сети, проводит диагностику, синхронизацию часов на всех EP, а также осуществляет обработку запросов пользователя и запросов данных, которые формируются внешними системами, а также может проводить удаленное обновление программ на EP

В течение дня система запрограммирована на выполнение основных циклов:

■ 00:30-01:30 - установка времени на объектах;

■ 03:00-06:00 - проверка сети считывания;

■ 09:15-12:15 - дневное считывание;

■ 12:15-00:30 - доступен опрос данных вручную.

Программное обеспечение работает под управлением операционной системы Microsoft Windows с использованием Microsoft SQL server базы данных. Пользовательский интерфейс реализован с применением Microsoft IIS и ASP.NET, а внешний доступ осуществляется с помощью Simple Object Access Protocol (SOAP).

Выводы

Опыт внедрения системы автоматизированного считывания на предприятии цетрализованного теплоснабжения города Риги «RIGAS SILTUMS» показал следующее.

1) Соблюдение принципов преемственности и интеграции на самых ранних этапах разработки технического задания для новой информационной системы являются ключевыми аспектами, определяющими эффективное использование системы в будущем.

2) Реализуя новые проекты, особое внимание необходимо обращать на вопросы интеграции новой системы в информационную среду существующего предприятия и ее взаимодействие с принципами существующих информационных систем.

3) С 1 октября 2015 г. жители Латвии смогут выбирать, как им оплачивать счета за коммунальные услуги, - как сейчас, при посредничестве управляющих компаний или по-новому - напрямую поставщикам, заключая прямые договора. В то же время переход на систему прямой работы с клиентами создаст поставщикам дополнительные проблемы по сбору достоверной информации со счетчиков горячей и холодной воды, а также с датчиков распределителей потребления тепловой энергии (алакаторов). Возникает необходимость автоматизировать процесс сбора данных со счетчиков и датчиков, установленных в квартирах.

В настоящее время специалистами предприятия рассматривается вопрос о возможности использования проекта автоматического считывания с коммерческих счетчиков тепловой энергии для сбора данных с квартирных датчиков распределителей учета потребления тепловой энергии (алакаторов), а также счетчиков холодной и горячей воды. Изменение требований к системе может повысить ее эффективность, однако это потребует дополнительных расходов на ее доработку и обслуживание.

Нормунд Талцис, Михаил Дубсон , Повышение эффективности использования систем автоматического считывания данных с коммерческих счетчиков тепловой энергии

Источник: Журнал "Новости теплоснабжения" №01 (173), 2015 г. , www.rosteplo.ru/nt/173

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Тематические закладки пользователей:

Tеги: учет тепла

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru

Программы Auditor

Отраслевая конференция «Теплоснабжение-2019»

Москва, 22-24 октября 2019 г.
Примите участие!

Подробнее