RU45830U1

RU45830U1 - AUTOMATED SYSTEM OF METERING AND CONTROL OF ELECTRIC POWER CONSUMPTION

Info

Publication number: RU45830U1
Application number: RU2005100085/22U
Authority: RU
Inventors: С.В. Любкин
Original assignee: Любкин Сергей Владимирович
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2005-05-27

Abstract

Полезная модель относится к автоматическому учету и контролю потребления электроэнергии промышленными предприятиями и может быть применена для коммерческих расчетов за использование электрической энергии и режимами ее потребления. Сущность полезной модели состоит в том, что в автоматизированной системе учета потребления электроэнергии установлены цифровые двухинтерфейсные счетчики и используются коммутаторы-преобразователи, подключенные к персональному компьютеру, устройству коррекции времени и модемам для связи через ГТС и резервный канал со сбытовой организацией. Устройство коррекции времени в свою очередь обеспечивает синхронизацию времени в счетчиках посредством спутникового приемника GPS или по сигналу радиостанции «Маяк». Использование полезной модели позволяет значительно упростить систему учета и потребления электроэнергии, и снизить себестоимость ее изготовления и эксплуатационные затраты за счет исключения из ее состава дорогостоящих контроллеров.The utility model relates to automatic metering and control of electricity consumption by industrial enterprises and can be used for commercial calculations for the use of electric energy and its consumption modes. The essence of the utility model consists in the fact that in the automated system for metering electricity consumption digital two-interface meters are installed and switch-converters connected to a personal computer, time correction device and modems are used for communication through the GTS and the backup channel with the sales organization. The time correction device in turn provides time synchronization in the counters by means of a GPS satellite receiver or by the signal of the Mayak radio station. Using the utility model can significantly simplify the system of accounting and consumption of electricity, and reduce the cost of its manufacture and operating costs by eliminating expensive controllers from its structure.

Description

Полезная модель относится к автоматическому учету и контролю потребления электроэнергии промышленными предприятиями и может быть применена для коммерческих расчетов за использование электрической энергией и режимами ее потребления.The utility model relates to automatic metering and control of electricity consumption by industrial enterprises and can be used for commercial calculations for the use of electric energy and its consumption modes.

Известно устройство для автоматического учета и контроля потребления электроэнергии на предприятиях, которое состоит из счетчика электрической энергии, формирователя импульсов, счетчика импульсов суточного потребления, цифроаналогового преобразователя, счетчиков месячного потребления, блока установок пределов потребления, блока индикации и сигнализации, синхронного реверсивного счетчика и блока аварийного питания. (Авторское свидетельство СССР №1626158, G 01 R 11/56, опубликовано 07.02.91 г., Бюл №5)A device is known for automatic metering and control of electricity consumption in enterprises, which consists of an electric energy meter, pulse shaper, daily energy pulse counter, digital-to-analog converter, monthly consumption meters, a unit for setting consumption limits, an indication and alarm unit, a synchronous reversible counter and an emergency unit nutrition. (USSR author's certificate No. 1626158, G 01 R 11/56, published 02/07/91, Bull No. 5)

Недостаток этого устройства заключается в том, что его информационная емкость очень мала. Кроме того, конструкция устройства основана на импульсных счетчиках, что не соответствует современным требованиям и положению об организации коммерческого учета электроэнергии и мощности на оптовом рынке, которое определяет, что в подобных системах должен быть использован цифровой электросчетчик.The disadvantage of this device is that its information capacity is very small. In addition, the design of the device is based on pulse meters, which does not meet modern requirements and the regulation on the organization of commercial metering of electricity and power in the wholesale market, which determines that a digital electric meter should be used in such systems.

Известна автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии, включающая электросчетчики с цифровыми интерфейсами RS-485 типа ЦЭ 6822, соединенные каждый своим выходом каналом связи с промежуточными устройствами в виде устройств сбора и передачи данных, выход которых подключен к модему для передачи информации в сбытовую компанию, к АРМ-серверу, к приемнику астрономического времени и резервный канал сотовой связи со сбытовой организацией, (см. проспект АСКУЭ, автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии. Комплекс технических средств концерна "Энергомера", г.Ставрополь 2000 г. Приложение 1.). Комплекс технических средств предназначен для автоматизации контроля электропотребления и мощности на энергетических объектах (электростанции и подстанции) и промышленных предприятиях.A well-known automated system for the commercial accounting of electricity, including electricity meters with digital interfaces RS-485 of the type ЦЭ 6822, each connected by its output via a communication channel with intermediate devices in the form of data collection and transmission devices, the output of which is connected to a modem for transmitting information to a sales company, to the workstation -server, to the astronomical time receiver and a backup cellular communication channel with a sales organization, (see ASKUE prospectus, an automated system for commercial accounting of electricity. with technical equipment of concern "Energomera" Stavropol 2000 Appendix 1). The complex of technical means is designed to automate the control of power consumption and power at energy facilities (power plants and substations) and industrial enterprises.

Основной недостаток этой системы заключается в сложности ее обслуживания и относительной ее дороговизне.The main disadvantage of this system is the complexity of its maintenance and its relative high cost.

Наиболее близкой по технической сущности, решаемой задаче и достигаемому результату к заявляемой системе является автоматизированная система учета энергоресурсов, содержащая одноинтерфейсные цифровые счетчики, соединенные каждый своим выходом каналом связи через The closest in technical essence, the problem to be solved and the achieved result to the claimed system is an automated energy metering system that contains single-interface digital meters, each connected to its output by a communication channel through

интерфейс с промежуточным устройством в виде контроллеров "Эком-3000", который через интерфейс соединен с АРМ-сервером. Система снабжена модемами для организации связи через городскую телефонную станцию со сбытовой организацией. Резервный канал предназначен для этой же цели, но с использованием сотовой связи.an interface with an intermediate device in the form of "Ekom-3000" controllers, which is connected via an interface to an AWP server. The system is equipped with modems for organizing communication through the city telephone exchange with a sales organization. The backup channel is designed for the same purpose, but using cellular communications.

Система имеет и блок синхронизации времени (см. проспект научно-производственной фирмы "Прософт-Е" "Автоматизированная система управления и учета энергоресурсов" г.Екатеринбург, 2000 г. Приложение №2). Рассматриваемая система осуществляет сбор данных с аппаратуры нижнего уровня, анализирует полученную информацию на достоверность, контролирует исправность каналов и преобразует полученные сигналы в физические величины (мгновенные показатели энергопотребления, параметры состояния объекта), организуя архив и контролируя заданные значения параметров.The system also has a time synchronization unit (see the prospectus of the Prosoft-E research and production company, “Automated Energy Management and Accounting System”, Ekaterinburg, 2000, Appendix No. 2). The system under consideration collects data from lower-level equipment, analyzes the received information for reliability, monitors the serviceability of the channels and converts the received signals into physical quantities (instantaneous energy consumption indicators, object state parameters), organizing an archive and monitoring the set parameter values.

Указанное техническое решение принято в качестве прототипа.The specified technical solution was adopted as a prototype.

Однако и этой системе свойственны те же недостатки, что и вышеприведенному аналогу. Во-первых, система сложна как по своему элементному составу, так и в целом по схемно-структурному построению, что обуславливает и сложность ее обслуживания, поскольку для обеспечения ее работоспособности требуются специалисты высокой квалификации.However, this system has the same drawbacks as the above counterpart. Firstly, the system is complex both in terms of its elemental composition and overall structural and structural structure, which also determines the complexity of its maintenance, since it requires highly qualified specialists to ensure its performance.

Во-вторых, система дорогостоящая, так как в ее составе имеется высокостоимостный контроллер "Эком-3000".Secondly, the system is expensive, since it contains a high-value controller "Ekom-3000".

Решить задачу по устранению недостатков прототипа стало возможным за счет создания новой компоновки автоматизированной системы.To solve the problem of eliminating the disadvantages of the prototype was made possible by creating a new layout of an automated system.

Технический результат - упрощение системы достигается за счет того, что в системе установлены цифровые двухинтерфейсные счетчики и используются коммутаторы-преобразователи, причем счетчики своим вторым входом связаны с выходом дополнительного коммутатора-преобразователя, к одному из входов которого подсоединен модем для связи через ГТС со сбытовой организацией, а ко второму входу - модем сотовой связи, образуя резервный канал также для связи со сбытовой организацией, при этом блок синхронизации времени счетчиков подключен ко второму входу коммутатора-преобразователя, связанного с АРМ-сервером или к дополнительному третьему входу коммутатора-преобразователя канала связи со сбытовой организацией. Счетчики связаны с коммутаторами-преобразователями через интерфейс RS-485, а коммутаторы-преобразователи соединены с компьютером (АРМ-сервером) и модемом через интерфейс RS-232. К отличительной особенности системы относится и то, что коммутатор-преобразователь выполнен на принципе мультиплексирования и предназначен не только для преобразования уровня сигнала и интерфейсов RS-485 в RS-232, но и для переключения канала связи через ГТС со сбытовой организацией на резервный канал сотовой связи и обратно. Кроме того, при EFFECT: simplification of the system is achieved due to the fact that digital dual-interface meters are installed in the system and switch-converters are used, the counters using their second input connected to the output of an additional switch-converter, one of the inputs of which is connected to a modem for communication via the GTS with a sales organization and to the second input - a cellular modem, forming a backup channel also for communication with the sales organization, while the counter clock synchronization unit is connected to the second move the switch converter associated with the server or workstation to a further third channel switch converter input connection with sales organization. The counters are connected to the switch-converters through the RS-485 interface, and the switch-converters are connected to the computer (AWP server) and the modem through the RS-232 interface. A distinguishing feature of the system is the fact that the switch-converter is based on the principle of multiplexing and is intended not only to convert the signal level and RS-485 interfaces to RS-232, but also to switch the communication channel through the GTS with a sales organization to a backup cellular communication channel and back. In addition, when

необходимости к АРМ-серверу для распечатки данных на бумажный носитель подключается принтер. В целом автоматизированная система комплектуется известным оборудованием.If necessary, a printer is connected to the AWP server for printing data on paper. In general, the automated system is equipped with well-known equipment.

На чертеже представлена схема автоматизированной система учета и контроля потребления электроэнергии, где на фиг.1 показано подключение блока синхронизации времени счетчиков к коммутатору-преобразователю, связанного с АРМ-сервером, а на фиг.2 изображено подключение блока синхронизации времени счетчиков к коммутатору-преобразователю канала связи со сбытовой организацией.The drawing shows a diagram of an automated system for accounting and control of electricity consumption, where Fig. 1 shows the connection of the time synchronization block of meters to a switch-converter connected to an AWS server, and Fig. 2 shows a connection of a time synchronization block of meters to a switch-channel converter communication with the sales organization.

Автоматизированная система включает цифровые двухинтерфейсные счетчики 1 электроэнергии, соединенные каждый первыми вводами каналами связи 2 через интерфейс RS-485 с коммутатором-преобразователем 3 уровня сигнала, который в свою очередь одним входом связан с компьютером 4 (АРМ-сервером). При необходимости к компьютеру 4 (АРМ-серверу) можно подключить через выход 7 принтер 5 для распечатки на бумажный носитель данных со счетчиков 1. Ко второму входу коммутатора-преобразователя 3 подсоединен блок 6 синхронизации времени счетчиков 1, который через антенну 9 (GPS) или антенну 8 (прием сигналов радиостанции «Маяк») получает сигналы точного времени. Своими вторыми входами 10 счетчики 1 через интерфейс RS-485 связаны с выходом дополнительного второго коммутатора-преобразователя 11, на два входа которого подключены через интерфейсы RS-232 модем 12 для связи через ГТС со сбытовой организацией и модем 13 сотовой связи для организации резервного канала 14 (фиг.1). Коммутатор-преобразователь основан на принципе мультиплексирования и состоит из собственно преобразователя 15 сигнала по току и напряжению и коммутатора 16 для переключения каналов связи с потребителями электроэнергии, сбытовой организацией и резервным каналом. Коммутатор-преобразователь может иметь по схеме от одного входа 17 (канала для потребителей) до нескольких, например до трех 18, 19, 20 (фиг.2). В случае наличия в преобразователе одного входа коммутирование не проводится. Блок 6 синхронизации времени счетчиков 1 может быть подключен без существенных изменений функционирования схемы автоматизированной системы и к коммутатору-преобразователю 11, а именно к его третьему входу 18 клемме 21, поскольку к двум другим входам подключены каналы связи 19, 20. При включении одного канала связи, коммутатор 16 отключает остальные каналы, однако канал связи 18 блока 6 синхронизации времени счетчиков 1 пользуется преимуществом, т.е. при необходимости его включения по заданной программе все остальные каналы автоматически отключаются.The automated system includes digital two-interface electricity meters 1, each connected by the first inputs of the communication channels 2 through the RS-485 interface with a switch-converter 3 of the signal level, which in turn is connected to computer 4 (ARM server) by one input. If necessary, a printer 5 can be connected to computer 4 (AWP server) through output 7 for printing on a paper data carrier from counters 1. A counter synchronization unit 6 is connected to the second input of the converter-converter 3, which via antenna 9 (GPS) or antenna 8 (receiving signals from the Mayak radio station) receives accurate time signals. With their second inputs 10, the counters 1 are connected via the RS-485 interface to the output of an additional second switch-converter 11, the two inputs of which are connected via RS-232 interfaces to modem 12 for communication via the GTS with a sales organization and cellular communication modem 13 for organizing a backup channel 14 (figure 1). The switch-converter is based on the principle of multiplexing and consists of the current and voltage signal converter 15 and a switch 16 for switching communication channels with electricity consumers, a sales organization, and a backup channel. The switch-converter may have a scheme from one input 17 (channel for consumers) to several, for example, up to three 18, 19, 20 (figure 2). If there is one input in the converter, switching is not performed. Block 6 of the time synchronization of the counters 1 can be connected without significant changes in the functioning of the circuit of the automated system to the switch-converter 11, namely to its third input 18, terminal 21, since the communication channels 19, 20 are connected to the other two inputs. , the switch 16 disables the remaining channels, however, the communication channel 18 of the time synchronization unit 6 of the counters 1 takes advantage, i.e. if you need to enable it according to the specified program, all other channels are automatically disabled.

Цифровые двухинтерфейсные счетчики 1, СЭТ-4.ТМ.03 посылают по запросу данные о параметрах потребляемой энергии по своим двум независимым выходам. Счетчики 1 осуществляют накопление учетной информации и передачу ее через интерфейс RS-485 в цифровом коде на модем. В обратном направлении счетчик получает информацию для Digital dual-interface meters 1, SET-4. TM.03 send, on request, data on the parameters of energy consumption through their two independent outputs. Counters 1 accumulate accounting information and transfer it through the RS-485 interface in a digital code to the modem. In the opposite direction, the counter receives information for

коррекции времени от блока 6 синхронизации времени. Использование интерфейса RS-485 позволяет подключать счетчики 1 к коммутатору-преобразователю 3. Модемы 12, 13 - устройства для преобразования сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот и предназначены обеспечивать последовательную передачу данных со счетчиков 1 по каналам связи.time correction from block 6 time synchronization. Using the RS-485 interface allows you to connect the counters 1 to the switch-converter 3. Modems 12, 13 are devices for converting signals from analog to digital and vice versa and are designed to provide serial transmission of data from counters 1 via communication channels.

Компьютер 4 (АРМ-сервер баз) - автоматизированное рабочее место, включающее стандартный персональный компьютер в качестве сервера накопителя информации данных со счетчика. Компьютер 4 обеспечивает получение информации со счетчиков и ее обработку для решения задач потребителя электроэнергии.Computer 4 (AWP database server) is an automated workstation that includes a standard personal computer as a server for storing information from a counter. Computer 4 provides information from the meters and its processing to solve the problems of the consumer of electricity.

Блок 6 синхронизации времени с антеннами 8 и 9 выполнены автономно и обеспечивают нормированные метрологические характеристики измерения времени. При схеме подключения блока 6 к коммутаторам-преобразователям получаем более стабильные характеристики измерения времени, чего нельзя достичь используя компьютер в качестве устройства коррекции времени из за его ненормированных временных характеристик обработки запросов.Block 6 time synchronization with antennas 8 and 9 are made autonomously and provide normalized metrological characteristics of time measurement. With the connection scheme of block 6 to the switch-converters, we obtain more stable characteristics of time measurement, which cannot be achieved using a computer as a time correction device due to its irregular time characteristics of request processing.

Автоматизированная система работает следующим образом.Automated system operates as follows.

При запросе предприятия-потребителя электроэнергии сигнал поступает по каналу от компьютера 4 через интерфейс RS-232 - коммутатор-преобразователь 3 - интерфейс RS-485 на вход 2 адресного счетчика 1, после чего счетчик 1 осуществляет передачу информации в обратном направлении на компьютер 4, которая с него считывается, а при необходимости распечатывается на принтере 5.At the request of the enterprise consuming electricity, the signal enters through the channel from computer 4 through the RS-232 interface - switch-converter 3 - RS-485 interface to input 2 of address counter 1, after which counter 1 transfers information in the opposite direction to computer 4, which it is read from it and, if necessary, printed on a printer 5.

По запросу сбытовой организации аналоговый сигнал через телефонную линию 22 (ГТС) или антенну 23 (сотовая сеть) поступает в модемы 12 или 13 и в цифровой форме с помощью интерфейса RS-232 подается на коммутатор-преобразователь 11, где преобразуется по току и напряжению, коммутируется на требуемый канал и через интерфейс RS-485 направляется на вход 10 адресного счетчика 1.At the request of the sales organization, an analog signal through a telephone line 22 (GTS) or antenna 23 (cellular network) is fed to modems 12 or 13 and digitally transmitted via an RS-232 interface to a switch-converter 11, where it is converted by current and voltage, It is switched to the required channel and sent via the RS-485 interface to input 10 of address counter 1.

После анализа запроса счетчик 1 выдает сигнал в обратном направлении, т.е. через выход 10 - RS-485 - коммутатор-преобразователь 11 - RS-232 - модемы 12 или 13, в которых сигнал преобразуется из цифровой формы в аналоговую и после этого он в зависимости от того, какой из каналов скоммутирован и находится в работе, возвращается через телефонную линию 22 (ГТС) или антенну 23 (сотовая телефонная сеть) в сбытовую организацию.After analyzing the request, counter 1 generates a signal in the opposite direction, i.e. through output 10 - RS-485 - switch-converter 11 - RS-232 - modems 12 or 13, in which the signal is converted from digital to analog and after that it, depending on which channel is connected and in operation, returns through a telephone line 22 (GTS) or an antenna 23 (cellular telephone network) to a sales organization.

Коррекция времени счетчиков 1 осуществляется через антенну 8 (сигнал точного времени радиостанции «Маяк») или антенну 9 (система GPS) блок 6 - RS-232 по каналу 18 - коммутатор-преобразователь 3 или 11 - RS-485 - вход 2 или 10 всех счетчиков 1, имеющихся в автоматизированной системе, при этом при автоматическом включении по программе канала 18 коррекции The time correction of the counters 1 is carried out through antenna 8 (the exact time signal of the Mayak radio station) or antenna 9 (GPS system) block 6 - RS-232 on channel 18 - switch-converter 3 or 11 - RS-485 - input 2 or 10 of all counters 1 available in the automated system, while automatically switching on the program channel 18 correction

времени счетчиков 1 все остальные каналы 17, 19 и 20 автоматически отключаются. Это дает возможность без помех точно скорректировать время счетчиков 1. Коррекция времени работы счетчиков 1 производится один раз в сутки.time counter 1, all other channels 17, 19 and 20 are automatically turned off. This makes it possible, without interference, to accurately adjust the time of the counters 1. The correction of the operating time of the counters 1 is made once a day.

Использование предлагаемой полезной модели позволяет значительно упростить систему учета и контроля потребления электроэнергии ее получателями, снизить себестоимость изготовления автоматизированной системы за счет исключения из ее состава дорогостоящих контроллеров.Using the proposed utility model can significantly simplify the system of accounting and control of electricity consumption by its recipients, reduce the cost of manufacturing an automated system by eliminating expensive controllers from its structure.

Claims

1. An automated system for accounting and control of electricity consumption, including digital meters, each connected by its input to a communication channel with an intermediate device connected to an AWS server, a counter clock synchronization unit, a modem for communication through a city station (GTS) and a backup channel for communication with sales organization, characterized in that the system has dual-interface digital meters, and the intermediate device is made in the form of a switch-converter, and the meters with their second input They are connected with the output of an additional switch-converter to one of the inputs of which a modem is connected for communication through the GTS with the sales organization, and to the second input is another modem for communication also with the sales organization, forming a backup channel, while the counter clock synchronization unit is connected to the second the input of the switch-converter connected to the AWS server or to the additional third input of the switch-converter of the data transmission channel to the marketing company.

2. The system according to claim 1, characterized in that the counters are connected to the switch-converter via the RS-485 interface, and the switch-converters are connected to the AWP server and modems through the RS-232 interface.

3. The system according to claim 1, characterized in that the switch-converter is made on the principle of multiplexing for switching channels and converting signal levels from RS-485 to RS-232 interfaces.

4. The system according to claim 1, characterized in that a printer is connected to the computer (AWP server).