RU22268U1 - Распределительная энергоснабжающая и/или информационно-измерительная сеть с передачей данных по электросети - Google Patents

Description

Распределительная энергоснабжающая н/нли ннформацнонноизмерительная сеть с передачей данных по электросети Полезная модель относится к области связи и энергоснабжения коммунальнобытовых потребителей (жилых домов, общественно-коммунальных учреждений, мелких и средних предприятий) и сельских потребителей посредством распределительных трехфазных подземных (кабельных), воздушных и внутриобъектовых электросетей напряжением 0,4 кВ и однофазной электропроводки во внутренних жилых, административных и технических помещениях зданий В большинстве развитых стран электроэнергию поставляют, главным образом, компании, производящие и/или распределяющие ее. Существующие в настоящее время распределительные сети обычно состоят из большого количества низковольтных сетей (часто называемых магистральными), к которым подключены бытовые потребители и небольшие предприятия, причем низковольтные сети получают питание от высоковольтных распределительных сетей или систем (часто называемых энергосистемами). Обычно в распределительных сетях используют более одного напряжения. При передаче электроэнергии на большие расстояния используют напряжения, например ПО (35) кВ и выше. Эти высокие напряжения понижают (возможно, в две или более ступеней) трансформаторами на трансформаторных (распределительных c ;p нцияx., (первичными или высоковольтными) до напряжений, например Ю (6) кВ или 20 кВ (промежуточные напряжения). Эти напряжения в свою очередь понижают трансформаторами на подстанциях до напряжений, используемых потребителями. МПК: Н 01 J 13/00

Одной из важнейших технологических функций систем энергоснабжения является фиксирование и передача в диспетчерские и расчетные центры данных об объемах потребления электроэнергии и других ресурсов каждым ее потребителем (квартира, дом, общественно-коммунальные учреждения и т.д.). Для измерения количества потребленной электроэнергии служат электросчетчики, многие модели которых снабжены телеметрическими выходами, позволяющими передавать измеренные значения потребленной электроэнергии в автоматизированные системы учета и контроля потребления электроэнергии. Для создания таких систем необходимы каналы связи, позволяющие объединить все узлы учета электроэнергии в информационно-измерительную сеть.

Так известна информационно-измерительнзто сеть для учета электроэнергии 1, состоящая из узла контроля и учета электроэнергии, концентратора данных в электрощитовой для передачи данных на диспетчерский пункт с использованием технологической сети здания. Данная система требует прокладки дополнительных каналов связи, обеспечения их защиты и поддержания в работоспособном состоянии и, кроме того, в ней затруднено реконфигурирование подключаемых потребителей в существующей сети электроснабжения.

Существуют системы связи в пределах дома (домофон, диспетчерская связь из лифта), для выхода в телефонную сеть, или локальные компьютерные сети для межкомпьютерной связи. Известно также использование магистральных сетей для приема-передачи сигналов с целью дистанционного считывания показаний измерительных устройств (в первую очередь электрических счетчиков, хотя и другие счетчики предпочтительно через электрические счетчики, также могут быть подсоединены к магистрали с этой же целью).

в настоящее время существует международный стандарт, для подобной передачи сигналов, предусматривающий для этого общий диапазон частот 3-150 кГц. Указанный стандарт устанавливает, использование частоты в диапазоне 3-148,5 кГц для приема и передачи сигналов через низковольтные электрические установки. Этот диапазон разделен на несколько более узких полос, имеющих различные назначения с соответствующими разрешениями; например, полоса 9-95 кГц зарезервирована для поставщиков электроэнергии и их лицензиатов 2.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является распределительная энергоснабжающая и/или информационно-измерительная сеть с передачей данных по электросети для бытового потребителя 1, включающая в себя счетчики расхода энергоресурсов, контроллеры счетчиков (КС), устанавливаемые на один из счетчиков в этажных осветительных щитках (по одному на щиток) и подключаемые к одной из фаз сети 220 В, телеметрические выходы счетчиков и входы переключения тарифа соединяются с соответствующими входами и выходами КС, один КС рассчитан на работу с 4-мя счетчиками. Индикаторы устанавливаются рядом со щитками и кабелем связываются с соответствующим КС. Данные от КС по электросети передаются в контроллер сети - накопитель (КСН), расположенный в электрощитовой комнате дома либо на трансформаторной подстанции (ТП) и подключенный к сети 220В.

КСН обеспечивает работу с 255 удаленными счетчиками через 64 КС. Перед пуском системы в КСН с помощью переносного компьютера (лэптопа) вводятся по каждому удаленному и прямоподключенному счетчику его коэффициент пересчета и начальные показания по двум тарифам. После подачи сетевого напряжения эти данные автоматически перезаписываются по проводам сети 220 В в соответствующие контроллеры счетчиков. С данного момента в каждом КС по каждому счетчику

производится пересчет телеметрических импульсов в кВт-часы потребленной электроэнергии и накапливаются в памяти КС.

В КСН от встроенных часов в соответствии с уставками по проводам сети передаются сигналы переключения тарифа, которые принимаются всеми КС и отрабатываются на подключенные к ним счетчики.

Кроме того, каждые сутки в О часов КСН производит последовательный запрос данных, накопленных по каждому счетчику в КС и запись их в свою память. По истечении месяца с КСН передается сигнал, по которому производится фиксация в КС данных потребления за месяц и соответствующие данные фиксируются в памяти КСН.

В городском отделении (участке) Энергонадзора организуется автоматизированное рабочее место (АРМ) контролера, оборудованное компьютером с базой данных по энергопотреблению и платежам бытовых абонентов. Перед входом на объект контролер подключает сменный накопитель информации (СНИ) к компьютеру, с которого в СНИ записывается справочная информация об абонентах, инструкции контролеру и маршрут могут бьггь просмотрены на дисплее. При подходе к месту установки КСН контролер подключает к соответствующему разъему КСИ чистый СНИ, и в течение 10 секунд вся информация по энергопотреблению из КСН переписывается в СНИ.

После сбора данных от всех запланированных КСН контролер возвращается в отделение (участок) и передает СНИ с записанной информацией старшему контролеру для ввода данных в компьютер.

Эта система имеет следующие недостатки: низкий уровень автоматизации сбора данных (не позволяет выходить во внешние вычислительные сети), обеспечивает только двухтарифную систему учета, требует фазировки канала связи (подключение к одной и той же фазе) между КС и КСН, а также настройки связной аппаратуры в

каждом здании, и не отвечает международным стандартам передачи информации йо

электросетям 2.

Задачей патентуемой полезной модели является устранение недостатков существующих автоматизированных информационно-измерительных сетей и обеспечение возможности произвольного по месту и фазе подключения счетчиков ресурсов всех видов ресурсов во всех домах, электропитание которых осуществляется от одной трансформаторной подстанции, обеспечение поддержки мультитарифного регулирования (с перестраиваемой тарифной щкалой) и учета сверхнормативного потребления электроэнергии (тепла, воды, газа); обеспечение двзосстороннего канала связи для сбора данных в центральную диспетчерскую, а также для охранных и противопожарных систем без телефона; обеспечение стыковки с существующими информационными инфраструктурами; обеспечение распределенных вычислений (максимальная обработка первичной информации на месте, автономная работа в течение длительного времени счетчиков ресурсов, привязка показаний счетчиков ко времени и фиксирование показаний в энергонезависимой памяти длительного хранения).

Указанная задача в распределительной энергоснабжающей и/или информационно-измерительнаой сети с передачей данных по электросети, включающей в себя счетчики расхода энергоресурсов, контроллеры счетчиков, связанные кабелем с указанными счетчиками, устройство сбора данных, связанное с контроллерами указанных счетчиков одним из фазных проводов и проводом нейтраль магистральной электросети, достигается за счет того, что контроллер указанных счетчиков выполнен в виде последовательно соединенных интерфейсного модуля, процессорного блока и электросетевого модема, связанного через один из трех фазных проводов и провод нейтраль магистральной электросети с устройством сбора

-5-2 &г

данных, выполненным с возможностью переДачи данных в центральную

диспетчерскую.

А также за счет того, что, связь между устройством сбора данных и центральной диспетчерской осуществлена через один из трех фазных проводов и провод нейтраль магистральной электросети.

А также за счет того, что, связь между устройством сбора данных и центральной диспетчерской осуществлена через один из трех фазных проводов и провод нейтраль магистральной электросети первой трансформаторной подстанции (ТП1), через связной электросетевой модем и устройство присоединения к одной из фаз и нейтрали кабеля распределительной сети среднего напряжения, установленные в ТП1, через одну из фаз и нейтраль кабеля распределительной сети среднего напряжения и, которая питает ТП1 и вторую трансформаторную подстацию (ТП2), через второе устройство присоединения и связной электросетевой модем, установленные в ТП2, через один из трех фазных проводов и провод нейтраль магистральной электросети ТП2, к которому через связной электросетевой модем подключена центральная диспетчерская.

А также за счет того, что связь устройства сбора данных с центральной диспетчерской осуществлена по выделенной кабельной линии.

А также за счет того, что связь устройства сбора данных с центральной диспетчерской осуществлена по радиомодемной линии.

А также за счет того, что связь устройства сбора данных с центральной диспетчерской осуществлена по волоконнооптической линии связи.

А также за счет того, что устройство сбора данных снабжено узлом подсоединения переносного носителя информации.

-6-i

А также за счет того, что связь между устройством сбора данных и центральной диспетчерской осуществлена по коммутируемой или выделенной телефонной линии.

А также за счет того, что счетчики расхода энергоресурсов выполнены в виде счетчиков электроэнергии и/или расходомеров холодной и/или горячей воды, и/или температурных датчиков, и/или датчиков давления, и/или счетчиков тепла, и/или счетчиков газа, и/или датчиков охранной и противопожарной сигнализации, выполненных с возможностью преобразования величины приращения измеренных параметров в последовательность электрических импульсов.

А также за счет того, что интерфейсный модуль, процессорный блок и электросетевой модем выполнены в виде печатной платы, которая конструктивно встраивается в корпус счетчиков.

В состав информационно-измерительной сети входят следующие устройства:

Счетчики электроэнергии (класс точности 2; 1; 0,5 по ГОСТ6570-96, ГОСТ30207-94,ГОСТЗ()20-94,ГОСТ26035-83) при необходимости с

трансформаторами тока (по ГОСТ7746).

Многоканальные электросетевые модемы (ЭСМ) PLM 4CN (с интерфейсным модулем и контроллером счетчиков) - для считывания, запоминания и передачи в локальный блок сбора данных показаний электросчетчиков (ТО 4381-001-1791583800).

Локальные блоки сбора данных (ЛБСД) - это промышленный компьютер с тремя встроенными электросетевыми модемами и выходом по последовательному интерфейсу RS 232 для подключения к телефонному модему и связи его с центральной диспетчерской, предназначенные для считывания из электросетевых модемов показаний электросчетчиков, их накопления и запоминания, передачи их в центральную диспетчерскую (ТО 4381-001-17915838-00).

Компьютер центральной диспетчерской (ЦД), оснащенный типовым телефонным модемом для связи с локальными блоками сбора данных, - для обработки показаний электросчетчиков, расчета суммы платежа за потребленную электроэнергию, поддержки мультитарифного регулирования, статистического и прогностического анализа потребления, выписывания счетов. Функции ЦЦ может выполнять переносной персональный компьютер (ноутбук).

Примерная архитектура патентуемой распределительной энергоснабжающей и информационно-измерительной сети с передачей данных по электросети приведена на фиг. 1-8.

В информационно-измерительной сети измерительный канал (далее - ИК) построен следующим образом.

Распределительная энергоснабжающая и/или информационно-измерительная сеть с передачей данных по электросети включает в себя счетчики 1 расхода энергоресурсов, связанные с ними кабелем 2 контроллеры 3 указанных счетчиков 1. Каждый из контроллеров 3 выполнен в виде последовательно соединенных интерфейсного модуля, процессорного блока и электросетевого модема (ЭСМ), связанного через один из трехфазных проводов .А В, С и провод нейтраль (0) магистральной сети 4 с устройством сбора данных - локальный блок сбора данных (ЛБСД) - 5, размещенном, например, на трансформаторной подстанции с трансформатором 6. ЛБСД выполнено с возможностью передачи данных в центральную диспетчерскую (ЦД) 7, например, с помощью телефонного модема по связи 8. Связь 8 сможет быть осуществлена по коммутируемой или выделенной телефонной линии, или через один из трехфазных проводов и провод нейтраль магистральной электросети, или по выделенной кабельноц линии, или по радиомодемной линии, или по волоконно-оптической линии связи.

ЛБСД может быть снабжено узлом 9 подсоединения переносного носителя

информации 10.

Счетчики расхода энергоресурсов могут быть выполнены в виде счетчиков электроэнергии, расходомеров холодной воды и/или горячей воды, температурных датчиков, датчиков давлени5(, счетчиков тепла, датчиков газа, датчиков охранной и противопожарной сигнализации, выполненных с возможностью преобразования величины приращения измеренных параметров в последовательность электрических импульсов.

Интерфейсный модуль, процессорный блок и электросетевой модем контроллера 3 указанных счетчиков выполнен в виде печатной платы, встроенной в корпус указанных счетчиков.

Если же, ЛБСД и компьютер центральной диспетчерской получают электропитание не от одной и той же магистральной электросети (когда они находятся в пределах различных ТП, ЛБСД - в пределах ТП1, а компьютер ЦД - в пределах ТП2), они связаны через любой из трех фазных проводов и провод нейтраль магистральной электросети ТП1, через электросетевой модем 11, устройство присоединения 12 к одной из фаз и нейтрали кабеля распределительной сети (напряжением 10 (6) кВ или 20 кВ), установленные в ТП1, через одну из фаз и нейтраль кабеля распределительной сети, которая питает ТП1 и ТП2, через второе устройство присоединения 13, связной электросетевой модем 14, установленные в ТП2, через любой из трех фазных проводов и провод нейтраль магистральной электросети ТП2, к которому через связной электросетевой модем 11 подключен компьютер центральной диспетчерской 7 через последовательный порт.

;-10другие счетчики, расходомеры и датчики: в нее могут быть введены расходомеры холодной и горячей воды, температурные датчики, датчики давления, счетчики тепла, счетчики газа, датчики охранной и противопожарной сигнализации, которые подключаются к интерфейсному модулю.

Для случаев, когда известно, что к информационно-измерительной сети могут быть предъявлены дополнительные требования к габаритным размерам интерфейсный модуль, контроллер счетчиков и электросетевой модем могут быть выполнены в виде единого устройства - электросетевой шлюз, к входу которого подключается телеметрический выход датчика или счетчика, а выход, совмещенньиЧ со шнуром или разъемом питания подключается к магистральной электросети.

При производстве массовых партий или при дополнительных требованиях по миниатюризации изделий электросетевой шлюз может быть выполнен в виде печатной платы, которая конструктивно встраивается в корпус счетчиков или датчиков.

Указанные счетчики, например, электрической энергии с импульсными выходами преобразуют величину прирашений измеренной энергии в последовательность электрических импульсов. Количество импульсов считается контроллером указанных счетчиков электросетевого модема и заносится в его энергонезависимую память.

Многоканальный ЭСМ, имеющий, например, четыре телеметрических входа для сбора данных от четырех счетчиков, по одному из трех фазных проводов - А, В, С и провод нейтраль - О силовой электросети (0,4 кВ, 50 Гц) передает данные в устройство сбора данных - локальный блок сбора данных (ЛБСД) - 4. Дальность передачи без ретрансляции до 600 м. Количество счетчиков, обслуживаемых одним ЛБСД - до 4000.

ЛБСД через последовательный интерфейс и, например, телефонный модем, передает данные по коммутируемой или выделенной телефонной линии на компьютер центральной диспетчерской (ЦЦ). Для децентрализованных систем считывание первичной информации осуществляется непосредственно из ЛБСД с помощью переносного носителя информации (им может быть ноутбук), подключаемого к ЛБСД через последовательный интерфейс. Количество ЛБСД, обслуживаемое центральной диспетчерской, определяется скоростью каналов связи и производительность устанавливаемого в ЦД компьютера.

В многоканальном ЭСМ первичная телеметрическая информация преобразуется к виду, обеспечивающему ее передачу без потери и искажений по электросети до ЛБСД. Протокол информационного обмена по электросети реализован в соответствии с международным стандартом EIA-600 (CEBus) (второй и третий уровень). Диапазон частот 17-68 кГц соответствует стандарту CENELEC EN 50065 Band-А. К каждой из трех фаз силовой электропроводки ЛБСД подключен с помощью трех встроенных связных ЭСМ PLM-RC (ТО 4035-001-17915838-00).

Информационное взаимодействие между многоканальным ЭСМ и ЛБСД осуществляется по схеме Запрос - Ответ. Протокол обмена обеспечивает достоверный контроль принимаемой информации. Программная логика информационного обмена обеспечивает гарантированную доставку информации в ЦЦ. ЛБСД выдает в электросетевой модем PLM-4CN задание на измерение и фиксирование показаний счетчиков в заданные моменты времени. Таких заданий может быть несколько. За счет этого многоканальный ЭСМ может в течение длительного времени работать автономно без связи с ЛБСД. При этом информация со счетчиков считывается, привязывается ко времени и хранится в энергонезависимой памяти многоканального ЭСМ. Моменты фиксирования показаний датчиков задаются в виде

значений внутримодемного счетчика времени. ЛБСД передает команду многоканальному ЭСМ, модем выполняет команду и передает результат обратно в ЛБСД. ЛБСД со стороны 1Щ получает указания о том, в какое время требуется прочитать показания датчиков. ЛБСД пересчитывает эти времена во внутренние значения счетчика времени многоканального ЭСМ и программирует модем на фиксирование показаний датчиков в заданные моменты времени.

Пересчет в абсолютные величины времени и показаний, считанных из электросетевых модемов производится в ЛБСД.

Планирование работы, накопление информации и ее аналитическая обработка осуществляется с помощью специального программного обеспечения, устанавливаемого на компьютере ЦД. Компьютер ЦД связывается в удобные моменты времени с ЛБСД по телефонной линии, выделенной линии или RS каналу. Обмен информацией между ЦД и ЛБСД осуществляется всегда по инициативе ЦД. Механизм аналогичен взаимодействию ЛБСД с многоканальным ЭСМ. ЦД согласно оговоренному протоколу выдает команду ЛБСД, а ЛБСД по этой команде готовит данные и либо сохраняет их в своей энергонезависимой памяти, либо передает в ЦД в ответном блоке информации. Протокол обмена информацией между ЦД и ЛБСД включает в себя взаимную идентификацию абонентов и элементы электронной цифровой подписи. Протоколом предусмотрено щифрование информации при передаче ее по открытым каналам связи.

Для защиты метрологических характеристик системы от несанкционированных изменений (корректировок) предусмотрен многоступенчатый доступ к текущим данным и параметрам реализуемый с помощью средств, предоставляемых SQLсервером.-,

Основные техничес5ше характеристнки

Номинальная функция преобразования при измерениях электроэнергии.

ДЕ N-KT, где

ДЕ - потребленный ресурс за расчетный период;

N - количество импульсов, c итaнныx из счетчика, за расчетный период;

КТ - коэффициент пересчета количества импульсов в абсолютные величины

(импульс/кВтч, импульс/куб, м).

Пределы допускаемых относительных погрешностей по электроэнергии зависят от

способов передачи измерительной информации в цифровом виде и определяются

классами точности применяемых электросчетчиков.

Пределы допускаемых основных погрешностей для разных ИК указаны в табл. 1.

Предел допускаемой относительной дополнительной погрешности ИК за сутки и

расчетный период при измерениях количества импульсов составляет 0,1% (при

измерении не менее 1000 импульсов).

Предел допускаемой основной погрешности при измерении времени в ЛБСД 2 с/сут.

Предел допускаемой дополнительной погрешности при измерении времени в ЛБСД

0,3 с/(сут-°С).

Таблица 1

Примечание: формула для определения погрешности счетчиков по ГОСТ 26035-83:

(0,9 + 0,02/т), где К - класс точности счетчика; т(и-1-со5щ)/(и„-1„).

При подключении счетчиков электрической энергии к нагрузке с помощью трансформатора тока по ГОСТ 7746 пределы допускаемой основной относительной погрешности ИК (5ик) определяются по следующим формулам:

.,+(5,+0,0291 -5 ,, -tg ф), где:

5сч - предел допускаемой относительной погрешности счетчика электрической энергии;

5трт - предел допускаемой относительной амплитудной погрешности трансформатора;

Зфтрт - предел допускаемой угловой погрешности трансформатора тока;

tg (р- тригонометрическая функция угла ф - сдвига фазы тока относительно напряжения;

N - коэффициент учитывающий число подключаемых трансформаторов тока к счетчику. для однофазного счетчика и для трехфазного 4-х проводного счетчика.

В состав системы могут входить счетчики электроэнергии, имеющие действующий сертификат утверждения типа и характеристики не хуже перечисленных приборов.

За счет предлагаемой архитектуры построения сети, вновь введенных ее элементов и наличие таймера реального времени обеспечивается простота подключения в информационно-измерительную сеть любого датчика или счетчика (в ближайшую к нему элеюророзеп, распределительную коробку или щиток), индивидуальное программирование тарифной шкалы учета потребления всех видов ресурсов, регистрация срабатывания датчиков всех видов сигнализации, электромагнитную совместимость и нормальное функционирование всего оборудования, выпускаемого промышленностью в соответствии с требованиями стандартизации информационного обмена по электросети. Практические потребности и реальные возможности реализаций информационно-измерительной сети с передачей данных по электросети в конкретных случаях могут потребовать различных вариантов ее построения. Так, если локальный блок сбора данных и компьютер центральной диспетчерской включаются в электросеть в пределах одной ТП, может оказаться целесообразным (Фиг. 3), чтобы не задействовать телефонную линию или там, где она отсутствует, связать ЛБСД и ЦЦ по электросети: через любой из трех фазных проводов (А,В.С) и провод нейтраль (0) магистральной электросети, к которым подключен компьютер центральной диспетчерской через связной электросетевой модем 7 и последовательный порт RS 232. Иногда требуется наличие не первичной информации, такой как привязанные ко времени показания датчиков, а результаты некоторых вычислений. Например, для вычисления количества тепла, потребляемое квартирой, требуется вычислить произведение разности температур обогревающей жидкости на входе и выходе из квартиры, расхода жидкости, длительности периода измерений. Для вычисления интегрального значения требуется просуммировать промежуточные произведения. Алгоритмы расчета интеграл1зных параметров реализуются в ЛБСД. Первоначально ЛБСД не имеет никакой информации, требуемой для выполнения своих функций. К такой информации относится информация о

количестве, номерах, местоположении многоканального ЭСМ, коэффициентов пересчета изменений счетчика времени модемов и показаний датчиков в реальные величины, режимы опроса показаний датчиков. Вся необходимая для работы информация передается ЛБСД со стороны ЦЦ посредством команд во время сеансов связи.

Поскольку для функционирования такой сети не требуется создания каких-либо каркасных информационных магистралей, архитектура предлагаемой информационно-измерительной сети позволяет реализовать кластерную технологию ее реализации. Внедрение сети может начинаться со сколь угодно малого функционально полного фрагмента, а развитие и наращивание мощности (до максимального расчетного объема) сети производится в дальнейщем только за счет монтажа периферийных устройств в квартирах и установки дополнительных компьютеров в центральную диспетчерскую без нарущения нормального функционирования ранее установленной части системы.

Рещения, реализуемые с использованием такой информационно-измерительной сети, имеют следующие свойства и характеристики;

масштабируемость (возможность введения дополнительных возможностей без нарушения работы существующей системы);

работоспособность системы при отключении части оборудования;

использование стандартных протоколов (обеспечивающая независимость от конкретного поставщика оборудования и услуг, поддержка стандартных протоколов дает возможность включать в систему любые совместимые технические рещения);

защиту от несанкционированного доступа и вмещательства в работу системы;,

автоматическую диагностику, регистрацию ошибок и нештатных ситуаций, протоколирование работы системы;

взаимодействие разнородных информационно-коммуникационных систем на базе стандартных интерфейсов и протоколов;

объединение установленных у потребителей приборов учета в единую информационно-измерительную систему и систему диспетчеризации инженерных коммуникаций городского хозяйства;

минимальную потребность в монтажно-наладочных работах.

Для обеспечения автоматизированного функционирования информационноизмерительной сети разработано специальное программное обеспечение для электросетевых модемов, ЛБСД и ЦД, которое решает следуюшие дополнительные задачи.

1.Защита информации от сбоев, восстановление информации после рестарта системы.

Важной функцией ЛБСД является возможность автономно, без вмешательства оператора, восстанавливать свою работоспособность после сбоев электропитания. При этом не теряются файлы конфигурации системы и файлы собранной информации. Обязательна процедура проверки дисков, выявления и восстановления потерянных блоков.

2.Зашита информации от несанкционированного доступа.

3.Оперативная связь с локальными блоками сбора данных (программа Связь). Связь - программа оперативной связи с ЛБСД.

Эта программа выполнена в виде фоновой программы без пользовательского интерфейса. В исключительных случаях, например в случае ошибок или в режиме оперативного мониторинга ЛБСД или в режиме настройки параметров программы.

могут возникать окна пользовательского интерфейса. Программа выполняет следующие функции;

периодический обзвон и установление связи по ТМ с ЛБСД;

мониторинг текущего состояния ЛБСД;

передача в ЛДСД команд ЦД;

чтение и сохранение в базе данных собранной в ЛБСД информации;

протоколирование связи с ЛБСД.

Вся информация, необходимая при работе программы, и информация, предназначенная для передачи в ЛБСД, сохраняется программой диспетчер в базе данных.

4. Режим OFF LINE обработка собранной информации (программа Диспетчер).

Диспетчер - программа обработки принятой информации.

Эта программа имеет пользовательский интерфейс. Логически диспетчер разделен на две части: отображение собранной информации и конфигурирование системы.

Обязательным требованием является идентификация пользователя во время старта программы и в процессе ее работы. В зависимости от статуса пользователя, ему предоставляется ограниченный набор функций программы.

Отображение собранной информации включает в себя:

редактирование структуры нижнего уровня учета (НУУ) (адреса домов, квартиры, жильцы ...);

редактирование тарифов на ресурсы (электричество, холодная вода, горячая вода, тепло, газ ...)

отчеты (счета, обоснования счетов, структура ЬГУУ/тарифы ...);

аналитическая информация (мощность потребления, интегральная информация, аномальные потребления, система льгот и наценок);

архивирование и удаление из базы данных устаревшей информации.

В качестве исходной информации при своей работе используется информация, записанная в базу данных программой связь.

Конфигурирование системы включает в себя:

редактирование топологии информационной сети (ЛБСД, ЭСМ, датчики). Редактирование параметров ЛБСД, ЭСМ, датчиков;

привязка информационной сети к структуре НУУ (дом-ЛБСД, квартирадатчик);

редактирование настроек по периодичности опроса показаний датчиков;

отчеты (топология, привязка к структуре НУУ, параметры опроса датчиков);

конфигурирование программы связь (номера телефонов ЛБСД, параметры обмена, идентификаторы и пароли ...);

Синхронизация конфигураций ЦЦ-ЛБСД;

отображение статистики связи ЦД-ЛБСД.

Весь обмен информацией с программой связь осуществляется посредством чтения/записи в БД.

Разделение доступа к информации в базе данных.

Для эффективной работы с собранной информацией и минимизации возможной потери информации от неквгшифицированных действий персонала, все пользователи разбиты на категории.. Каждая категория имеет возможность воздействовать только на доступную ей информацию.

Комендант. Имеет право редактировать тарифы и структуры НУУ, аУтак же создавать отчеты по структуре НУУ и истории тарифов.

Бухгалтер. Выписывает счета и создает отчеты-обоснования выписанных счетов.

Аналитик. Имеет право чтение и анализа всей информации.

Конфигуратор. Редактирование топологии информационной сети и привязка ее к структуре НУУ, создание отчетов о топологии и привязки сети, редактирование параметров опроса датчиков.

Отчеты

Во всех отчетах можно ограничивать выводимую информацию путем установки фильтров на параметры. Есть режим предварительного просмотра отчетов. Структура НУУ Список домов с адресом, список жильцов по квартирам. Примерный алгоритм:

Из списка домов выбирается номер дома;

Выбирается диапазон интересуемых квартир.

Печатается информация о доме, список квартир, список жильцов в квартире, список ресурсов, датчики которые установлены в квартире, дата начальные показания датчиков.

Выписка счетов

Печать счета для определенной квартиры за потребляемый ресурс за определенный период времени, например месяц. Примерный алгоритм:

Выбирается отчетный период времени;

Из списков домов и квартир выбирается квартира;

)

-20-

промежуток времени;У

Исходя из тарифов и показаний датчиков, вычисляется стоимость потребленного ресурса;

Печатается информация об отчетном периоде, адрес квартиры, фамилия ответственного квартиросъемщика, показания датчика в начале и конце отчетного периода, разность между показаниями, средний тариф за ресурс, общая сумма платежа.

Обоснование счетов

Информация о ежедневном потреблении ресурса в квартире с разбивкой по тарифным поясам, с указанием тарифа, промежуточных сумм и конечной суммы. Примерный алгоритм:

Выбор отчетного периода, квартиры и название потребляемого ресурса;

Печать общей информации, такой как: информация об отчетном периоде, адрес квартиры, фамилия отв. квартиросъемщика, название ресурса, показания датчика в начале и конце периода, разность показаний, общая сумма платежа;

Печать информации по суткам: несколько блоков информации о расходе в тарифном поясе и суммарная информация за сутки. Информация о тарифном поясе содержит время действия тарифа, расценка на ресурс, показания датчика в начале и конче пояса, разность показаний, стоимость потребленного ресурса. Информация за сутки включает дату, общую сумму, показания датчиков в начале и конце суток.

Формаотчета произвольная. Тарифы

История изменения тарифов за определенный временной интервал. Отчет содержит список установленных для определенного ресурса тарифов. Информация о тарифе содержит название ресурса, время действия тарифа, список тарифных поясов.

г.

Тарифный пояс - это часы действия тарифа и стоимость единицы потребляемого ресурса.

Форма отчета произвольная.

Другие функции программы Диспетчер. Отображение собранной информации

Редактирование структуры НУУ

Ввод, запись в БД, удаление из БД, редактирование в БД информации о доме и жильцах в квартире.

Ответственным квартиросъемщиком считается жилец, чей порядковый номер в квартире равен единице. Имеется возможность изменение имени ответственного квартиросъемщика

Редактирование тарифов

Тариф включает в себя информацию о потребляемом ресурсе, единице измерения ресурса, дата действия тарифа. Кроме того, тариф содержит список тарифных поясов.

Тарифный пояс содержит информацию о часах действия тарифа и стоимости единицы потребляемого ресурса.

Аналитическая обработка информации

Мощность потребления ресурса

Мощность - это производная по времени от расхода (потребления) ресурсов. Для единообразия отображения, принимается, что мощность измеряется в ед./час (мЗ/час, кКал/час). Т.е., что бы определить мощность берется изменение показаний за час. Наименование единицы измерения мощности записано там же, где и другая информация о единицах измерения потребляемых ресурсов.

2..

анализа (даты), частота дискретизации мощности по времени (каждый час, несколько раз в час, среднее за сутки...).

Отображение производится в виде графика и/или таблицы. Форма произвольная.

Интегральная информация

То же, что и предыдущий пункт, только в качестве анализируемой величины является изменение показаний датчиков с начала периода наблюдения.

Аномальные потребления

Выявление тех квартир, где наблюдаются существенные отклонения мощности потребления ресурсов. Возможно ограничение списка анализируемых квартир.

В качестве базы нормального потребления является средняя мощность потребления ресурса в квартире за период анализа. Критерием аномальности являются выход отклонений от среднего за устанавливаемые границы в абсолютном или относительном выражении.

Оператор в диалоге выбирает список квартир, потребляемый ресурс, задает пороговые величины.

В качестве результата отображается список квартир и моменты превыщения мощностью пороговых значений.

Результаты могут быть распечатаны.

Система льгот и наценок

Эта операция напоминает операцию Обоснование счетов.

Вводятся дополнения в расчет стоимости потребленного ресурса. Подсчитывается расход ресурса на дущу прописанных жильцов за определенный период времени. И в зависимости от этого вводится поправочный коэффициент, изменяющий сумму, которзю должен платить квартиросъемщик за потребление

ресурса в данный период.

Архивирование и удаление из базы данных устаревшей информации

Функция реализует механизм записи во внешний файл показаний датчиков.

Параметрами являются: номер дома и список квартир, период времени, тип ресурса.

После записи показаний в файл, информация о них из БД удаляется.

Реализована обратная функция - экспорт показаний датчиков в ту же БД из внешнего файла.

Программа Диспетчер. Конфигурирование системы

Конфигурированием системы занимается ее разработчик. В связи с этим не предъявляются завышенных требований к виду пользовательского интерфейса.

Редактирование топологии

Редактирование топо; огии информационной сети включает в себя создание, редактирование и удаление из БД информации о ЛБСД, ЭСМ, датчиках, взаимная привязка датчиков к ЭСМ и ЭСМ к ЛБСД.

Удобным средством облегчаюшим ввод огромного количества однотипной информации является процедура тиражирования (размножения) объектов, таких как датчики и ЭСМ. При размножении объектов вводится только уникальная информация, а остальная берется по умолчанию из прототипа. При размножении ЭСМ с датчиками, например, вводятся только номер ЭСМ и начальные значения показаний датчиков. После тиражирования появляются новый ЭСМ с датчиками, ЭСМ привязан к ЛБСД а датчики к ЭСМ.

Привязка информационной сети к структуре НУУ

Логически информационная сеть датчик-ЭСМ-ЛБСД не зависит от того, в каком месте установлены конкретные датчики, ЭСМы и ЛБСД. Привязка

информационной сети к структуре НГУУ влияет лишь на отображение собранной информации, а не на процесс ее сбора.

Редактирование настроек по периодичности опроса показаний датчиков.

Показания датчиков опрашиваются в те времена, которые используются при создании отчетов и выписке счетов. Т.о. необходимо передать ЛБСД соответствующую команду, где в качестве времени чтения показаний использовать время из тарифа на регистрируемый данным датчиком ресурс.

Отчеты

Отчетные материалы используются как документы при проверке правильности конфигурирования и работы. Требуются отчеты следующих типов:

топология информационной сети: ЛБСД-ЭСМы-датчики.

привязка к структуре НУУ: дом-квартира-ресурсы-ЛБСД-ЭСМы-датчики. Конфигурирование программы связь

Функции редактирования времени звонков в ЖСД, номеров телефонов ЛБСД, параметров обмена, идентификаторов и паролей.

Синхронизация конфигураций ЦД-ЛБСД.

Все изменения в топологии сети (ЭСМ и датчиков) должны быть переданы ЛБСД для того, что бы он так же изменил свою внутреннюю конфигурацию. Передача в ЛБСД означает запись соответствующей информации в специальное место базы данных ЦД.

Отображение статистики связи ЦД-ЛБСД

Отображение и печать специальной таблицы БД, где хранится информация о временах звонков в ЛБСД, количество переданной и принятой информации, код завершения связи ЦД-ЛБСД.

25.

Топология автоматизированной системы учета конфигурируется в соответствии с существующей схемой деления городских районов энергокомпании.

Использованная литература.

1.Установка приборов коммерческого учета тепловой энергии, холодной и горячей воды, электроэнергии в жилых, общественных зданиях и у индивидуальных пот зебителей. Технические решения. Госстрой России, 1999.

2.Стандарт CENELEC, CN0065.1.

Claims (10)

1. Распределительная энергоснабжающая и/или информационно-измерительная сеть с передачей по электросети, включающая в себя счетчики расхода энергоресурсов, контроллеры счетчиков, связанные кабелем с указанными счетчиками, устройство сбора данных, связанное с контроллерами указанных счетчиков одним из фазных проводов и проводом "нейтраль" магистральной электросети, отличающаяся тем, что контроллер указанных счетчиков выполнен в виде последовательно соединенных интерфейсного модуля, процессорного блока и электросетевого модема, связанного через один из трех фазных проводов и провод "нейтраль" магистральной электросети с устройством сбора данных, выполненным с возможностью передачи данных в центральную диспетчерскую.

2. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что связь между устройством сбора данных и центральной диспетчерской осуществлена через один из трех фазных проводов и провод "нейтраль" магистральной электросети.

3. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что связь между устройством сбора данных и центральной диспетчерской осуществлена через один из трех фазных проводов и провод "нейтраль" магистральной электросети первой трансформаторной подстанции (ТП1), через связной электросетевой модем и устройство присоединения к одной из фаз и нейтрали кабеля распределительной сети среднего напряжения, установленные в ТП1, через одну из фаз и нейтраль кабеля распределительной сети среднего напряжения и, которая питает ТП1 и вторую трансформаторную подстанцию (ТП2), через второе устройство присоединения и связной электросетевой модем, установленные в ТП2, через один из трех фазных проводов и провод "нейтраль" магистральной электросети ТП2, к которому через связной электросетевой модем подключена центральная диспетчерская.

4. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что связь устройства сбора данных с центральной диспетчерской осуществлена по выделенной кабельной линии.

5. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что связь устройства сбора данных с центральной диспетчерской осуществлена по радиомодемной линии.

6. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что связь устройства сбора данных с центральной диспетчерской осуществлена по волоконно-оптической линии связи.

7. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что устройство сбора данных снабжено узлом подсоединения переносного носителя информации.

8. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что связь между устройством сбора данных и центральной диспетчерской осуществлена по коммутируемой или выделенной телефонной линии.

9. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что счетчики расхода энергоресурсов выполнены в виде счетчиков электроэнергии, и/или расходомеров холодной и/или горячей воды, и/или температурных датчиков, и/или датчиков давления, и/или счетчиков тепла, и/или счетчиков газа, и/или датчиков охранной и противопожарной сигнализации, выполненных с возможностью преобразования величины приращения измеренных параметров в последовательность электрических импульсов.

10. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что интерфейсный модуль, процессорный блок и электросетевой модем выполнены в виде печатной платы, которая конструктивно встраивается в корпус счетчиков.