RU35573U1 - Автоматизированная система контроля и учета электропотребления "КАПС-МИУС" - Google Patents

Description

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УЧЕТА ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ «КАНС-МИУС

Нредлагаемая система контроля электропотребления «КАНС-МИУС относится к области вычислительной техники и может быть предназначена для коммерческого или технического учета и контроля потребляемой электроэнергии энергоснабжающими и энергопотребляющими организациями.

Нервые системы (ИИСЭ-48. ЦТ 5000) состояли из счетчиков с датчиками импульсов, соединенных двухпроводными линиями связи с центральным вычислительным устройством. Системы могли осуществлять измерение нарастающего итога потребления энергии по фиксированным на заводеизготовителе расчетным группам, осуществлять дифференцированный по трем зонам суток учет и фиксировать максимум потребляемой мощности по двум временным зонам суток.

Недостатком этих систем является большой расход кабельиой продукции, необходимость перезапуска систем при обрыве связи.

В более поздних системах появляются устройства сбора данных, АЦП, собственная буферная память, информационное табло и собственные средства передачи информации на вычислительное устройство по различным каналам связи (коммутируемый телефон, радио и т.п.)

Как отечественные, так и зарубежные автоматизированные системы контроля электропотребления предполагают наличие центрального вычислительного узла, расположенного на пункте управления и периодически опрашивающего периферийные контрольные узлы, расположенные на объектах контроля. Аналогичные системы производятся на двух предприятиях г. Пензы (системы «Энергия и «Ток), в г. Санкт-Петербург (системы «Мавр и сумматор СПЕ541), в г. Владимире («Сикон -С-1). в г Ставрополе (Поток 1,Поток-2).

В Литве на бывшем ВЗЭТ с 1 993 г. серийно выпускается система ЦТ-6001 мс (ИИСЭ-5). Это компактный микропроцессорный контролер. На Украине на ПО «Росток разработана новая система ЦТ-5001, имеющая дисплейную станцию в своем составе и передачу информации по коммутируемым или выделенным телефонным или телеграфным каналам и каналам интерфейса. В Белоруссии предприятием «Грант в г. Гродно начат выпуск многоуровневой системы СИМЭКС, рассчитанной на прием от 256 датчиков импульсов от 16 устройств сбора данных, каждый из которых обеспечивает прием информации от 16 счетчиков.

Однако все эти системы по прежнему реализовывали все те же трех зонные тарифы, измеряли максимум потребляемой мощности в зонах утреннего и вечернего пиков нагрузки энергосистем, а также еще один дополнительный максимум в «плавающей зоне.

РСТ 94/129435 06 15/56, ИЗСМ бюл.17, 1995г.). Использование или подача электрической энергии регулируется или управляется энергетической компанией в целях распределения энергии пользователям в течение дня или другого интервала времени, предотвращения пиковых нагрузок и обеспечения нормальных уровней. Уровни энергии для нескольких абонентов определяются и энергия каждого из них регулируется в соответствии с программой, которая содержит график уровней энергии. Изменения в компьютерную программу вводятся в блок энергетической компанией по телефону. Система содержит программируемый терминал, компьютерное устройство (имеется в заявляемом объекте), детекторы различных типов.

Отсутствие функционально-законченного блока сбора и передачи данных приводит к ненадежности контроля и учета потребляемой электроэнергии.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому по функциональному назначению и сути является аппаратно-программный комплекс «Поток-2, разработанный НПК «Электрические технологии г. Ставрополь, предназначенный для организации многоуровневой системы коммерческого учета энергии и контроля за электропотреблением на объектах «АО-энерго и РАО ЕЭС России.

Комплекс аппаратно-программных средств «Поток-2 состоит из следующих устройств:

контроллеров (имеются в заявляемом объекте);

устройств сбора и передачи данных (имеются в заявляемом объекте);

устройств связи (имеются в заявляемом объекте).

На уровне энергосистемы предполагается наличие центрального контрольного комплекса (имеются в заявляемом объекте) и п-периферийных контрольных комплексов по числу объектов контроля (имеются в заявляемом объекте).

использованием каналообразующей аппаратуры связи только одного типа не перспективно, необходимо создание единого программно-аппаратурного комплекса, построенного на взаимно дополняющих друг друга системах, направленного на решение задачи информационного обеспечения всех уровней энергосистемы для эффективного управления энергораспределением.

Перед разработчиками стояла задача создания аппаратно-программного контроля энергопотребления с учетом современных технологических достижений в данной области.

Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в увеличении срока хранения информации об энергопотреблении за расчетный период и о суточном электропотреблении, в расширении функциональных возможностей, а именно в возможности получения «твердой копии информации на уровне периферийного контрольного комплекса, обеспечении возможности получения информации по дополнительному телекоммуникационному каналу.

Технический результат достигается тем, что в автоматизированной системе контроля и учета электропотребления, включающей центральный комплекс, состоящий из центрального компьютера и телекоммуникационных устройств, и п-периферийных контрольных комплексов по числу объектов контроля, каждый из которых состоит из электросчетчиков, подключенных к входу устройства сбора и передачи данными, которое через устройства связи и каналы телекоммуникаций подключено к телекоммуникационным устройствам центрального контрольного комплекса, устройство сбора и передачи данных содержит контроллер, связанный с помощью модуля расширения, формирующего локальную шину обмена данных с модулем ввода, модулем вывода и пультом управления и индикации, вход модуля ввода связан с коммутационными колодками, входы которых соединены с датчиками импульсов электросчетчиков, выходы модуля вывода подсоединены к

коммутационной панелн, один выход контроллера предназначен для подсоединения к принтеру, второй выход контроллера через оптически развязанный модуль преобразователя интерфейса подключен к микропроцессорным электросчетчикам. Третий выход контроллера через телефонный модем и телефонный канал (или модем сотовой связи и канал сотовой связи) подключен к телекоммуникационному устройству центрального комплекса, четвертый выход контроллера через устройство сопряжения подключен к радиостанции.

Телекоммуникационные устройства центрального контрольного комплекса представлены в виде устройства сопряжения, радиостанции и телефонного или сотового модемов, подключенных соответственно либо к телефонному каналу, либо к каналу сотовой связи.

Увеличение срока хранения информации об электропотреблении за расчетный период и суточного электропотребления обусловлено увеличением объема памяти контроллера за счет применения ОЗУ большой емкости. Расширение функциональных возможностей системы достигается за счет получения твердой копии информации на нижнем уровне системы, что обусловлено наличием дополнительного выхода контроллера на принтер. Обеспечение возможности получения информации по дополнительному каналу - радиоканалу обеспечивается через устройство сопряжения.

Предлагаемая система соответствует критериям «новизны и «промышленной применимости.

На фиг. 1 приведена обш;ая схема автоматизированной системы контроля и учета электропотребления «КАПС-МИУС.

На фиг.2 приведена функциональная схема устройства сбора и передачи данных.

На фиг.1 изображен центральный комплекс, состоящий из центрального компьютера 1, связанного через устройство сопряжения 2 с радиостанцией 3 и

через телефонный модем или модем сотовой связи 4 телефонной или сотовой сетью соответственно. Периферийный контрольный комплекс каждого побъекта контроля представлен в виде электросчетчиков 5, связанных через устройство сбора и передачи данных (УСПД) 6 с радиостанцией 7 и антенной. Устройство сбора и передачи данных 6 включает контроллер 9, имеющем прямую и обратную связь с модулем расширения 10, формирующем локальную щину обмена данных с модулем ввода 11, модулем вывода 12 и пультом управления и индикации 13. Модуль расширения имеет второй выход тестового сигнала. Модуль ввода 11 своим другим входом и второй выход модуля вывода подключены к коммутационной панели 14, коммутационные колодки 15 которой связаны со входами датчиков импульсов электросчетчиков 5. Контроллер 9 третьим входом через устройство сопряжения 16 подключен к радиостанции 7, вторым выходом контроллер 9 подключен через телефонный модем или модем сотовой связи 4 соответственно к телефонной сети или сети сотовой связи, первый выход контроллера 9 предназначен для подключения к принтеру, четвертый выход контроллера через оптически развязанный преобразователь интерфейса 17 подключен к микропроцессорным счетчикам.

Система допускает подключение 256 периферийных контрольных комплексов. Контроллер 9 выполнен на базе DOS совместимого контроллера Micro PC фирмы OCTAGON SYSTEM (USA).

На плате контроллера расположен процессор 386SX-40, ОЗУ (4Мб), память программ FLASH 2 Мб, память данных CMOS 128Кб, память данных МSystem DOC (16 Мб), часы реального времени, порты ввода-вывода (Centronics, RS232C - 2 канала, RS232/RS485 - 2 канала), сторожевой таймер. Намять данных и часы реального времени имеют поддержку питания от литиевой батареи.

сигнала 1Гц и схемы формирования локальной шины для обмена данными. Схема формирования тестового сигнала состоит из генератора тестового сигнала, стабилизированного кварцевым генератором и делителя на 32768. Схема формирования локальной шины состоит из селектора адреса, буфера данных, формирователя адреса и сигналов записи/чтения. Модуль ввода состоит из опторазвязки входных сигналов, селектора адреса локальной шины, буферных схем чтения. Модуль вывода 12 состоит из опторазвязки выходных сигналов, селектора адреса локальной шины, регистров выходных сигналов.

В качестве устройства сопряжения может быть использован пакетный контроллер. Вся информация об электропотреблении накапливается в УСПД 6 и периодически подается в центральный компьютер.

Программирование УСПД производится с помош;ью ПЭВМ с использованием программ связи (manager.exe) и программы конфигурации (config.exe). При программировании устанавливаются следуюш;ие параметры УСПД:

распределение каналов учета по группам;

эквиваленты показаний счетных механизмов для электросчетчиков с числоимпульсным выходом;

заводской номер электросчетчика соответствуюш;его канала учета (адрес для микропроцессорного электросчетчика);

разрядность электросчетчика;

коэффициенты трансформации по каналам учета;

передаточные числа;

предельные значения договорной мощности для групп учета;

даты перехода на зимнее и летнее время;

дата и время конца расчетного периода;

текущее время;

периоды контроля каналов учета;

границы временных зон в видах тарифного учета.

Информация может передаваться по радиоканалу с помощью радиостанции 7 и/или по телефонному каналу или каналу сотовой связи через подключаемый телефонный модем или модем сотовой связи 4 соответственно. Информация может выводиться на табло пульта управления и индикации 13 и подключенный принтер. Контроллер 9 имеет выход для подключения к принтеру, имеет выход на подключение к телефонному или сотовому модему и выход для подключения через блок сопряжения 16 к радиостанции 7. Контроллер 9 управляет процессом формирования и корректировки астрономического времени и календаря, выполняет необходимые вычисления, управляет приемом и передачей информации по каналам связи, выдачей информации на внешние устройства.

Работает система следующим образом: в центральный компьютер 1 по запросу через устройство сопряжения 2, радиостанцию 3 или телефонный (сотовый) модем 4 центрального контрольного комплекса поступает информация об электропотреблении с каждого периферийного контрольного комплекса. Непрерывно производится подсчет импульсов, поступающих от каждого электросчетчика 5, а также опрос цифровых счетчиков 8, подключенных к устройству сбора и передачи данных 6. Каждые 3 минуты УСПД 6 запоминает и хранит в течение 2-х часов трехминутные мощности по каналам учета. Каждые 30 минут УСПД 6 запоминает и хранит в течение шести месяцев, вычисленные для каждого канала значения потребленной

i 5/3|%D

электроэнергии и мощности. В течение расчетного периода определяются максимальные значения средней получасовой мощности отдельно в утренний пик и вечерний пик. Также подсчитывается потребленная электроэнергия по каналам и группам учета, в том числе по тарифным зонам. В конце расчетного периода в УСПД фиксируются значения потребленной электроэнергии по каждому каналу и группе учета по тарифным зонам. Зафиксированные значения хранятся в течение 36 месяцев. Устройство сбора и передачи данных (УСПД) 6 обеспечивает передачу зафиксированной информации в центральный компьютер 1 согласно поступающим командам. Электропитание УСПД: основное - от сети переменного тока 100-240В; резервное питание - от сети постоянного тока 120-ЗООВ. Установка параметров настройки УСПД 6 производится от компьютера, на основе баз данных электросчетчиков 5, 8. Программное обеспечение верхнего уровня системы формирует данные об электропотреблении в формате баз данных, что позволяет использовать эти данные для расчетно-финансового программного обеспечения.

Автоматизированная система контроля и учета электропотребления «КАПС-МИУС установлена на энергоснабжающих предприятиях А О Ростовэнерго, ГУП Донэнерго, на крупнейших потребителях электроэнергии Ростовской области: Новочеркасском электродном заводе, ОАО завод Красный котельщик (г. Таганрог).

Claims (2)

1. Автоматизированная система контроля и учета электропотребления, включающая центральный контрольный комплекс, состоящий из центрального компьютера и телекоммуникационных устройств и n-периферийных контрольных комплексов по числу объектов контроля, каждый из которых состоит из электросчетчиков, подключенных к входу устройства сбора и передачи данных, которое через устройства связи подключено к телекоммуникационным устройствам центрального контрольного комплекса, отличающаяся тем, что устройство сбора и передачи данных содержит контроллер, связанный с помощью модуля расширения, формирующего локальную шину обмена данных, с модулем ввода, модулем вывода и пультом управления и индикации, вход модуля ввода связан с коммутационной панелью с коммутационными колодками, входы которых соединены с датчиками импульсов электросчетчиков, выходы модуля вывода подсоединены к коммутационной панели, причем контроллер имеет выход для подсоединения к принтеру, второй выход контроллера через оптически развязанный преобразователь интерфейса подключен к микропроцессорным электросчетчикам, третий выход через телефонный модем или модем сотовой связи и соответственно телефонный канал или канал сотовой связи подключен к телекоммуникационным устройствам центрального комплекса, четвертый выход контроллера через блок сопряжения подключен к радиостанции.

2. Автоматизированная система контроля и учета электропотребления по п.1, отличающаяся тем, что телекоммуникационные устройства центрального контрольного комплекса представлены в виде блока сопряжения с радиоканалом или телефонного модема с телефонным каналом, или модема сотовой связи с каналом сотовой связи.