АСКУЭ принцип работы - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

АСКУЭ принцип работы

Про электронные счетчики и АСКУЭ для “чайников”

Электронные счетчики

Электронный счетчик представляет собой преобразователь аналогового сигнала в частоту следования импульсов, подсчёт которых дает количество потребляемой энергии.

Главным преимуществом электронных счётчиков по сравнению с индукционными, является отсутствие вращающихся элементов. Кроме того, они обеспечивают более широкий интервал входных напряжений, позволяют легко организовать многотарифные системы учёта, имеют режим ретроспективы – т.е. позволяют посмотреть количество потреблённой энергии за определённый период – как правило, помесячно; измеряют потребляемую мощность, легко вписываются в конфигурацию систем АСКУЭ и обладают ещё многими дополнительными сервисными функциями.

Разнообразие этих функций заключается в программном обеспечении микроконтроллера, который является непременным атрибутом современного электронного счётчика электроэнергии.

Конструктивно электросчётчик счетчик состоит из корпуса с клеммной колодкой, измерительного трансформатора тока и печатной платы, на которой установлены все электронные компоненты.

Основными компонентами современного электронного счётчика являются: трансформатор тока, дисплей ЖКИ, источник питания электронной схемы, микроконтроллер, часы реального времени, телеметрический выход, супервизор, органы управления, оптический порт (опционально).

ЖКИ представляет собой многоразрядный буквенно-цифровой индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии, отображении даты и текущего времени.

Источник питания служит для получения напряжения питания микроконтроллера и других элементов электронной схемы. Непосредственно с источником связан супервизор. Супервизор формирует сигнал сброса для микроконтроллера при включении и отключении питания, а также следит за изменениями входного напряжения.

Часы реального времени предназначены для отсчета текущего времени и даты. В некоторых электросчётчиках данные функции возлагаются на микроконтроллер, однако для уменьшения его загрузки, как правило, используют отдельную микросхему, например, DS1307N. Использование отдельной микросхемы позволяет высвободить мощности микроконтроллера и направить их на выполнение более ответственных задач.

Телеметрический выход служит для подключения к системе АСКУЭ или непосредственно к компьютеру (как правило, через преобразователь интерфейса RS485/RS232). Оптический порт, который есть не во всех электросчётчиках, позволяет снимать информацию непосредственно с электросчётчика и в некоторых случаях служит для их программирования (параметризации).

Сердцем электронного электросчётчика является микроконтроллер. Это может быть как микросхема компании Microchip (PIC-контроллер), так и производителей ATMEL или NEC.

В электронном счетчике выполнение практически всех функций возложено на микроконтроллер. Он является преобразователем АЦП (преобразует входной сигнал с трансформатора тока в цифровой вид, производит его математическую обработку и выдаёт результат на цифровой дисплей.) Микроконтроллер также принимает команды от органов управления и управляет интерфейсными выходами.

Возможности, которыми обладает микроконтроллер, повторюсь, зависят от его программного обеспечения (ПО). Без ПО – это просто пластмассово – кремниевый кубик smile. Поэтому разнообразие сервисных функций и выполняемых задач зависит от того, какое техническое задание было поставлено перед программистом.

В настоящее время развитие электронных счётчиков идёт в основном в плане добавление «наворотов», различные производители добавляют всё новые функции, например, некоторые устройства могут вести контроль состояния питающей сети с передачей этой информации в диспетчерские центры и т.д.

Довольно часто в электросчётчик вводят функцию ограничения мощности. В этом случае, при превышении потребляемой мощности, электросчётчик отключает потребителя от сети. Для управления подачей напряжения, внутрь электросчётчика устанавливают контактор на соответствующий ток. Так же отключение возможно, если потребитель превысил отведённый ему лимит электроэнергии или же закончилась предоплата за электроэнергию. Кстати, некоторые электросчётчики позволяют пополнить денежный баланс прямо через встроенные в них считыватели пластиковых карт. К электросчётчикам данной группы относятся СТК-1-10 и СТК-3-10, выпускаемые в г. Одессе.

АСКУЭ

Попытки создания АСКУЭ (автоматизированной системы контроля учёта электроэнергии) связаны с появлением в относительно доступных микропроцессорных устройств, однако дороговизна последних делала системы учета доступными только крупным промышленным предприятиям. Разработку АСКУЭ вели целые НИИ.

Решение задачи предполагало:

оснащение индукционных счетчиков электрической энергии датчиками оборотов;

создание устройств, способных вести подсчет поступающих импульсов и передавать полученный результат в ЭВМ;

накопление в ЭВМ результатов подсчета и формирование отчетных документов.

Первые системы учета были крайне дорогими, ненадежными и малоинформативными комплексами, но они позволили сформировать базу для создания АСКУЭ следующих поколений.

Переломным этапом в развитии АСКУЭ стало появление персональных компьютеров и создание электронных электросчётчиков. Ещё больший импульс развитию систем автоматизированного учёта придало повсеместное внедрение сотовой связи, что позволило создать беспроводные системы, так как вопрос организации каналов связи являлся одним из основных в данном направлении.

Основное назначение системы АСКУЭ – в разумных интервалах времени собрать в центрах управления все данные о потоках электроэнергии на всех уровнях напряжения и обработать полученные данные таким образом, чтобы обеспечить составление отчётов за потребленную или отпущенную электроэнергию (мощность), проанализировать и построить прогнозы по потреблению (генерации), выполнить анализ стоимостных показателей и, наконец, – самое важное – произвести расчёты за электрическую энергию.

Для организации системы АСКУЭ необходимо:

В точках учёта энергии установить высокоточные средства учёта – электронные счётчики

Цифровые сигналы передать в так называемые «сумматоры», снабженные памятью.

Создать систему связи (как правило, последнее время для этого используют GSM – связь), обеспечивающую дальнейшую передачу информации в местные (на предприятии) и на верхние уровни.

Организовать и оснастить центры обработки информации современными компьютерами и программным обеспечением.

Пример простейшей схемы организации АСКУЭ показан на рисунке. В ней можно выделить несколько отдельных основных уровней:

1. Уровень первый – это уровень сбора информации.

Элементами этого уровня являются электросчётчики и различные устройства, измеряющие параметры системы. В качестве таких устройств могут применяться различные датчики как имеющие выход для подключения интерфейса RS-485, так и датчики, подключенные к системе через специальные аналого-цифровые преобразователи. Необходимо обратить внимание на то, что возможно использовать не только электронные электросчётчики, но и обычные индукционные, оборудованные преобразователями количества оборотов диска в электрические импульсы.

В системах АСКУЭ для соединения датчиков с контролерами применяют интерфейс RS-485. Входное сопротивление приемника информационного сигнала по линии интерфейса RS-485 обычно составляет 12 кОм. Так как мощность передатчика ограничена, это создает ограничение и на количество приемников, подключенных к линии. Согласно спецификации интерфейса RS-485 с учетом согласующих резисторов приёмник может вести до 32 датчиков.

2. Уровень второй – это связующий уровень.

На этом уровне находятся различные контролеры необходимые для транспортировки сигнала. В схеме АСКУЭ представленной на рисунке 9 элементом второго уровня является преобразователь, преобразующий электронный сигнал с линии интерфейса RS-485 на линию интерфейса RS-232, это необходимо для считывания данных компьютером либо управляющим контролером.

В случае если требуется соединение более 32 датчиков, тогда в схеме на этом уровне появляется устройства, называемые концентраторы. На рисунке показана схема построения системы АСКУЭ для количества датчиков от 1 до 247шт

Третий уровень – это уровень сбора, анализа и хранения данных. Элементом этого уровня является компьютер, контролер или сервер. Основным требование к оборудованию этого уровня является наличие специализированного программного обеспечения для настройки элементов системы.

В настоящее время практически все электронные электросчётчики оборудованы интерфейсом для включения в систему АСКУЭ. Даже те, которые не имеют этой функции, могут оснащаться оптическим портом для локального снятия показаний непосредственно на месте установки электросчётчика путём считывания информации в персональный компьютер. Поэтому, сегодня электросчётчик является сложным электронным устройством.

Однако не стоит думать, что только электронные счётчики можно использовать для дистанционного снятия показаний (а именно эта цель является основной в системах АСКУЭ).

Счетчики, в маркировке которых есть буква «Д», например, СР3У-И670Д, имеют телеметрический выход (импульсный датчик), обеспечивающий передачу по двухпроводной линии связи информации о проходящей через счетчик активной (реактивной) энергии в систему дистанционного сбора и обработки данных. На рисунке как раз показан такой электросчётчик со снятой крышкой корпуса:

На боковой панели электросчётчика установлен импульсный датчик (2). Как работает этот датчик?

Давайте вспомним устройство индукционного счётчика. В нём есть такой элемент, как алюминиевый диск. Скорость его вращения прямо пропорциональна потребляемой нагрузкой мощности. Вот скорость вращения диска, точнее количество оборотов и является численной характеристикой, которую можно преобразовать в импульсы и передать в линию связи. Поэтому на счётчики со встроенными датчиками наносят такой параметр, как количество импульсов на 1 кВт*ч.

В качестве источника импульсов служит измерительный трансформатор, магнитный поток которого периодически пересекает металлический сектор, насаженный на ось диска. Импульсы, полученные от него, подаются на схему собственно самого датчика, а затем в линию связи. Питание датчик получает по этой же линии.

В принципе, любой индукционный счётчик можно оснастить импульсным датчиком, например, таким, как Е870.

Импульсный датчик Е870

Принцип работы датчика Е870 отличается от описанного выше. Для его функционирования на плоскую поверхность диска электросчётчика чёрной краской наносится затемнённый сектор.

Импульсный датчик – преобразователь имеет в своей конструкции фотосветодиодную головку – т.е. пару фотодиод – светодиод. Датчик устанавливается внутри счётчика так, что головка направлена в сторону диска. Излучённый светодиодом сигнал отражается от диска и принимается фотодиодом. Благодаря затемнённому сектору диска, сигнал носит прерывистый характер.

Электронная схема на логических элементах отслеживает эти прерывания, преобразовывает и выдает в линию связи последовательно импульсов. Скважность (частота следования) этих импульсов прямо пропорциональна скорости вращения диска, и, следовательно, потребляемой мощности и её можно визуально оценить по индикаторному светодиоду.

На другой стороне линии связи приёмное устройство принимает эти импульсы, подсчитывает их количество за определённый промежуток времени и выдает полученный результат на устройство отображения информации. Таким образом, происходит дистанционное считывание показаний электросчётчика. Именно так строились первые системы удалённого сбора информации.

Однако возникает закономерный вопрос – выше мы рассматривали интерфейсы RS 485 и RS 232, а здесь имеем последовательность импульсов.

Читайте также:  Обратный осмос принцип действия

Получается, всё равно индукционные счётчики мы не увяжем в рассмотренные выше современные схемы построения АСКУЭ? В принципе, сделать это можно. Преобразовать импульсную последовательность в тот же RS 232 интерфейс большого труда не составляет, данный адаптер будет представлять собой относительно простую электронную схему. Но особого смысла в этом нет. Индукционные электросчётчики постепенно уходят в прошлое, а там где и устанавливаются, используются только как локальные приборы учёта.

При проектировании современных систем АСКУЭ применяют только электронные счётчики. Они имеют неоспоримые преимущества перед индукционными именно в «информационном» плане и обладают практически неограниченными сервисными возможностями.

АСКУЭ: принцип работы и основное назначение системы

Качественный расход как электрической, так и любой другой энергии требует соблюдения определённой точности, высокой степени автоматизации и оперативности. Только благодаря им можно создать необходимые условия для комфортного использования ресурсов. Экспертами была создана универсальная автоматизированная система АСКУЭ, которая призвана повысить уровень контроля над потреблением и учётом электроэнергии.

Краткое описание

АСКУЭ — автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии. Она была создана экспертами для облегчения рабочего процесса. Если человек только столкнулся с этой отраслью, то для восприятия и понимания смысла все данные лучше рассматривать на примере многоквартирного дома. Правильный монтаж АСКУЭ открывает перед специалистами возможность дистанционного снятия показаний электросчётчиков с каждой квартиры. Данные поступают к месту назначения через специальные линии, которые надёжно защищены кодировкой. Обработкой информации занимается специальный сервер.

Умелое использование АСКУЭ позволяет в сжатые сроки принимать важные решения об изменении режима работы установленного электрооборудования, отслеживать текущий баланс, а также осуществлять оперативные расчёты потребления энергии. Сами специалисты утверждают, что установка такой системы будет полезна и на тех объектах, где многочисленные точки потребления тока разбросаны по разным местам, но объединены в одну сеть. Ярким примером являются гаражные кооперативы, многоквартирные дома, а также различные загородные посёлки.

Кроме бытовой отрасли, без АСКУЭ невозможно представить крупные транспортные и промышленные предприятия, железные дороги и порты, аэропорты и перегрузочные терминалы. Если специалиста интересует только фиксация показаний, то именно автоматизированная система учёта электроэнергии предоставляет отличную возможность в обозначенный срок собирать актуальные данные со всех установленных счётчиков по отдельности. Благодаря этому исключаются ошибки ручного переписывания показаний, а также не нужно проводить набор дополнительного штата сотрудников, которые будут заниматься обработкой информации.

Разновидности АСКУЭ

Так как цены на электроэнергию постоянно растут, специалисты стараются своевременно разрабатывать новые меры эффективного учёта. За счёт этого область применения универсальных автоматизированных систем управления постоянно расширяется. Внедрение новых технологий помогает эффективно и непрерывно контролировать и оптимизировать количество затрат. Статистические данные показали, что системы автоматизированного учёта применяются в следующих отраслях:

  • В жилых секторах, частной и коммерческой недвижимости.
  • Системы коллективного учёта, которые позволяют обслуживать до 50 абонентов.
  • Потребительские отрасли.
  • Крупные системы, где обслуживается до 1 тысячи человек.
  • В загородных домах и на дачах, а также в садовых товариществах.

Основная часть информационно-измерительных систем базируется на вычислительном комплексе, установленном в отдельных секторах учёта, а также обработке разной информации на подстанциях, в нефтегазовых организациях, электростанциях, а также на крупных производственных и промышленных предприятиях.

Ключевые особенности

Система АСКУЭ не может нормально функционировать без цифровых устройств учёта электроэнергии и мощности, коммуникаций, компьютеров, а также программного обеспечения. Сбор и передача информации происходит благодаря микропроцессорным устройствам, которые находятся в определённом секторе. К основным преимуществам таких агрегатов можно отнести способность учитывать активную и реактивную энергию в соответствии с действующим тарифом. Оборудование вычисляет показатель мощности во всех направлениях.

Система призвана фиксировать нагрузку в определённом временном промежутке и максимальную нагрузку, вся информация хранится в памяти АСКУЭ. Некоторые устройства способны измерять качественные параметры электроэнергии: провалы напряжения, частоту. Передача всей собранной информации может осуществляться только в том случае, если установлена связь. В противном случае данные будут заархивированы в киловатт-часах. Ещё некоторое время такая информация может храниться в памяти прибора учёта.

Коммуникации представлены специализированными телефонными каналами, а также телекоммуникационной аппаратурой (мультиплексоры, модемы, радиомодемы). Финальные работы всегда зависят от компьютеров. Для автоматизации процесса специалистами были разработаны универсальные интерфейсы передачи собранной информации:

  • PLS. Все данные передаются по проводам питания счётчика.
  • Интерфейс RS-485. Система представлена в виде кабеля, поддерживающего подключение до тридцати приборов. Благодаря этому специалисты могут в несколько раз увеличить скорость передачи данных. Но такой вариант подходит исключительно для маленьких объектов.
  • Мобильный интерфейс. Информация может передаваться только при помощи высококачественного модема.

Особое внимание всегда нужно уделять программному обеспечению, так как именно оно позволяет обмениваться с другими поставщиками и предприятиями.

Сферы применения

Принцип работы АСКУЭ состоит в том, чтобы своевременно собирать данные по всем потребителям как по напряжению, так и по мощности. Только после этого автоматизированная программа обрабатывает всю информацию, на основании которой и составляется подробный отчёт. Эксперты в обязательном порядке проводят анализ, а также составляют прогноз на предстоящий период. Кроме того, дальнейшая слаженная работа невозможна без изучения стоимости определённых параметров и вывода итоговой цены за потребляемую энергию.

Чтобы система слаженно работала именно по такому принципу, нужно выполнить ряд обязательных требований:

  • На всех участках потребления электроэнергии установить инновационные средства учёта — счётчики.
  • Абсолютно все поступающие от счётчиков цифровые сигналы должны храниться в специальных блоках — сумматорах, с большой памятью.
  • Обустроить центры, где будут обрабатываться все полученные данные. Руководство должно оснастить компании мощными компьютерами и современным программным обеспечением.
  • В обязательном порядке необходимо обвязать всю систему линиями связи, при помощи которых все отчёты будут отправляться потребителям и подотчётным предприятиям.

Составляющие элементы

Чтобы изучить структурную схему АСКУЭ, нужно мысленно разделить её на три общих блока. Это наиболее распространённая, общепринятая компоновка, которая составляет базовую часть всей системы. Блок под номером один включает в себя мощные агрегаты для учёта энергии, представленные индукционными или же электронными электросчётчиками. Такие приборы устанавливаются исключительно у потребителя. Если же был вмонтирован инновационный счётчик, то сбор необходимой информации будет осуществляться через встроенный порт связи.

Отдельно стоит учесть, что на сегодняшний день основной процент приборов комплектуется на заводе мощным интерфейсом для включения в АСКУЭ. Если используется счётчик старого образца — индукционный, то специалисты дополнительно оснащают его считывающим устройством, за счёт этого происходит передача данных.

Второй блок выполняет все функции связи. Те показания, которые были удачно собраны ещё на первом этапе, должны быть переданы и надёжно защищены от взлома мошенниками. Реализовать эту идею можно несколькими способами:

  • Через обычные телефонные линии связи.
  • Передача по Всемирной паутине.
  • Мобильная связь разных стандартов (3G, GPRS, Wi-Fi).
  • Совокупность всех существующих способов для гарантированной безотказной работы системы.

Третий блок сочетает в себе специализированные средства компьютерной обработки полученных данных. На этом этапе вся собранная информация обрабатывается и анализируется. С технической стороны третий блок обязательно состоит из мощного сервера или же компьютера с актуальным программным обеспечением. Благодаря этому эксперты могут максимально правильно настроить все узлы системы.

Требования к монтажу

Любое внедрение системы должно начинаться с проектирования. От правильности всех расчётов зависит успешная установка и подключение АСКУЭ. Профессиональное проектирование обязательно должно учитывать особенности объекта, ресурсы, а также объёмы производства компании. На основании полученных расчётов итоговое количество и разновидность используемого оснащения при установке системы может подвергаться изменениям. Благодаря этому появляется дополнительное время для подбора нужных приборов, которые точно будут соответствовать всем заявленным требованиям.

Только после проведения всех расчётных и проектировочных работ специалисты могут приступать к установке АСКУЭ. Эта процедура состоит из нескольких основных этапов:

  • Установка обязательного оборудования (модемы, приборы учёта, компьютеры, серверы).
  • Прокладка и последующий монтаж кабельных линий.
  • Подключение приобретённого оборудования.
  • Финальная наладка системы.

Стоит отметить, что все работы по установке и подключению АСКУЭ могут выполняться исключительно подрядными компаниями. В обязанности экспертов входят следующие мероприятия:

  • Тщательное изучение объекта. Выбор наиболее подходящего оборудования, а также поэтапное составление проектной документации.
  • Обязательное согласование в органах Энергосбыта. После одобрения планов специалисты могут приступать к монтажу и пусконаладочным работам.
  • Настройка компьютерного оснащения, консультация потребителей. В течение указанного в документах срока клиент может бесплатно обратиться за гарантийным обслуживанием оборудования.

Если же во время эксплуатации возникли какие-либо проблемы, неполадки или же сбои в работе АСКУЭ, тогда пользователи могут обратиться к любому подрядчику, у которого есть необходимый опыт в сфере построения таких систем.

Установка инновационной системы АСКУЭ должна осуществляться в строгом соответствии с чёткими требованиями и пожеланиями заказчика. Сам эксперт должен полагаться ещё и на конкретные данные объекта. Итоговый результат зависит не только от проектирования и монтажа, но и от настройки. На финальном этапе должны быть установлены правильные опции.

Технические параметры

Так как надёжность работы системы АСКУЭ напрямую зависит от первого блока, то все базовые требования должны предъявляться исключительно к приборам учёта. Точность определения указывает на правдивость полученных данных. Не менее важным показателем системы является максимально допустимая погрешность в процессе трансфера данных. Этот момент требует небольшого уточнения. Итоговый телеметрический выход агрегата транслирует последовательность импульсов с частотой, которая соответствует потребляемой мощности. Тепловые шумы и помехи могут вносить серьёзные погрешности в итоговые данные, что влияет на отчёт.

Избежать распространённых проблем можно в том случае, если вся собранная информация будет передаваться в двоичном коде. Высокий и низкий импеданс сигнала должны соответствовать «1» и «0». Эксперты также используют кодировку контрольной суммы, что позволяет проверить достоверность данных. Многие специалисты ошибочно полагают, что цифровая форма передачи информации защищена от погрешностей, но она лишена конкретики. Это связано с тем, что протокол всегда допускает определённую вероятность ошибки. Такой недостаток в той или иной степени присущ любым системам передачи данных.

Читайте также:  Как сделать землю для электричества

Что такое система АСКУЭ, расшифровка термина, принцип работы АСКУЭ

В наш век автоматизации многих процессов оставить в стороне учет электроэнергии было бы неразумно, особенно, принимая в учет возможности современной технической базы. Внедрение подобных АС позволяет решить несколько задач, начиная с отслеживания баланса отдельно взятого потребителя и заканчивая принятием оперативного решения по изменению схемы электроснабжения. АСКУЭ — один из вариантов оптимального решения, предлагаем ознакомиться с основными тезисами.

Расшифровка аббревиатуры АСКУЭ

Название расшифровывается следующим образом:

  • А – автоматизированная.
  • С – система.
  • К – коммерческого.
  • У –учета.
  • Э –электроэнергии.

Иногда в название добавляется уточнение, описывающее характер комплекса — «информационно-измерительный». В таком случае аббревиатура преображается в АИИС КУЭ или АИСКУЭ.

Среди принятых сокращений можно встретить созвучные названия, например: АСДУЭ или АСТУЭ, но это совершенно другие комплексы автоматизации. Первая обеспечивает диспетчерское управление электроснабжением (ДУЭ), вторая хоть и является системой учета, но она несет в себе техническую, а не коммерческую составляющую. Подробно о различии между этими АС будет рассказано ниже.

Функции системы АСКУЭ и её назначение

Функциональное назначение данного комплекса — автоматизация процесса учета расхода электроэнергии для производства расчетов с ее потребителями. Помимо этого, АС на основе собранной информации формирует ряд отчетов, используемых при построении прогнозов потребления, расчетов стоимостных показателей и т.д.

Для выполнения перечисленных выше задач, необходимо выполнить следующие условия:

  • Каждый потребитель электроэнергии должен установить электронный прибор учета, оборудованный модулем для передачи сигналов (например, GSM модем). Электронный электросчетчик Энергомера, оборудованный интерфейсом для передачи данных.
  • Система связи, обеспечивающая передачу сигналов от приборов учета к центру их обработки. Один из элементов аппаратно-программного комплекса — шкаф АСКУЭ
  • В некоторых случаях, между центром приема и приборами учета устанавливаются специальные устройства – сумматоры, в которых «аккумулируются» данные перед тем, как они отправляются на сервер.

Принцип работы АСКУЭ

Алгоритм работы комплекса можно описать следующим образом:

  1. Электронные счетчики (Меркурий, Энергомера и т.д.) единовременно посылают сигнал. Частота (периодичность) передачи данных определяется АС.
  2. Данные архивируются в сумматорах, откуда идет их передача на сервер сбора и обработки. В незагруженной АС допускается передача напрямую серверу.
  3. Обработка данных АПК.

Собственно, данный алгоритм работы используется во всех АС энергоучета и контроля. Разница между автоматизированными комплексами заключается в их функциональном назначении, что отражается на анализе и обработке. Для примера приведем различия между коммерческими и техническими системами (АСТУЭ):

  • Алгоритм обработки данных, для расчета с потребителями, максимально оптимизирован под данную задачу.
  • данные, поступающие в коммерческий центр обработки, используется для формирования счетов потребителям, то есть, по сути это внутренний «продукт» энергокомпании.
  • Согласно законодательству, счетчики учета обязаны иметь все потребители, в то время, как система АСТУЭ внедряется для решения внутренних задач того или иного хозяйствующего объекта. Например, для мониторинга энергопотребления, анализа его структуры и выработки общей энергосберегающей программы и других задач АСУ ТП.

Для понимания структуры АС коммерческого учета, приведем несколько примеров схем реализации.

Схема АСКУЭ в СНТ

Как видите в данной схеме приборы учета, установленные у каждого потребителя, передают сигналы на сумматор, откуда осуществляется передача в центр обработки. Такая реализация практикуется в дачных поселках и садоводствах

Обратим внимание, что подобная АС может использоваться как для учета расхода электрики (электрического тока), так и холодной и горячей воды. Пример такой реализации в жилом доме показан ниже.

Схема системы АСКУЭ дома

Основные элементы АСКУЭ

Как видите, автоматизированная система учета включает в себя ряд элементов (подразделений), которые выполняют определенные задачи. Подобную структуру принято разделять на три уровня. Расскажем детально о назначении каждого из них.

Элементы первого уровня

К таковым относятся электронные приборы учета, у которых имеется специальный модуль, позволяющий отправлять сигналы в центр сбора. В России практикуется использование интерфейса RS-485, это стандарт асинхронной передачи данных, применяемый в системах автоматизации. Его упрощенная организация представлена ниже.

Организация интерфейса RS-485

Основной недостаток подобного устройства – ограничение количества приемо-передатчиков, их не может быть более 32. Выходом из этого может быть каскадирование системы, а именно установка сумматоров, «аккумулирующих» данные от различных источников. Изображение такого прибора показано на рисунке 7.

Рисунок 7. Устройство сбора и передачи данных (УСПД)

Обратим внимание, что разработка АС на базе интерфейса RS-485 велась в то время, когда использование GSM было экономически не обосновано. На текущий момент ситуация радикально изменилась.

Связующее звено (элементы второго уровня)

Данный уровень используется для организации транспортировки данных к центру обработки. На текущий момент большинством приборов учета используется интерфейс RS-485, несмотря на то, что данный способ является явно устаревшим. Сложившаяся ситуация вызвана инертностью структур, отвечающих за стандартизацию, что несколько притормаживает внедрение новой технической базы.

Центр обработки (завершающее звено)

Данный элемент представляет собой АПК, в который поступают и обрабатываются информационные сигналы. Его характеристики напрямую зависят от объема поступающих данных и наличия дополнительных функций системы. Исходя из этих технических условий, для комплекса АС подбираются компьютерные мощности и программное обеспечение.

О технических требованиях к системе

Поскольку надежность работы системы напрямую зависит от первого уровня, то основные требования предъявляются к приборам учета. Именно от их точность определяет достоверность данных.

Не менее важным показателем системы является допустимая погрешность при трансфере данных. Данный момент требует небольшого уточнения. Телеметрический выход прибора транслирует последовательность импульсов с частотой, соответствующей потребляемой мощности. Помехи и тепловые шумы могут вносить погрешность в такие данные, то есть влиять на отчет импульсов.

Чтобы избежать этого, информация передается в двоичном коде, высокий и низкий импеданс сигнала соответствует «1» и «0». Для проверки достоверности данных их определенная порция (как правило, байт) кодируется контрольной сумой.

Бытует мнение, что цифровая форма передачи защищена от погрешностей. Данное утверждение не является корректным, поскольку протокол передачи допускает определенную вероятность ошибки (необнаруженная ошибка). Собственно, данный недостаток, в той или иной мере, присущ любой системе передачи данных. Для уменьшения размера допустимой погрешности применяются специальные алгоритмы обработки.

Компании, занимающиеся разработкой АС, обязаны придерживаться типовых технических требований, разработанных ЕЭС Российской Федерации. В данных нормах указаны точностные характеристики информационного сигнала, класс точности приборов учета, рекомендуемое программное обеспечение, а также другие требования, необходимые для надежной работы системы. Соответственно, производители измерительных приборов, также должны учитывать принятые нормы.

Внедрение

Установка систем АСКУЭ производится по следующему алгоритму:

  • Создание рабочего проекта, где разрабатывается структура системы и ее отдельные уровни, составляется чертеж и другая сопутствующая конструкторская документация.
  • Выбирается система передачи данных, с учетом преимуществ, недостатков и возможностей технической реализации.
  • На основе проектной сметы приобретается необходимое оборудование.
  • Производится монтаж и настройка (наладка) АПК.
  • Осуществляется подбор состава обслуживающего персонала и, при необходимости его обучение.
  • Ввод системы в эксплуатацию.

Обратим внимание, что экономия на проекте, незамедлительно отразится на функциональности. Из-за недочетов могут расходиться данные с реальными показаниями счетчиков энергии, в результате использование такого комплекса будет не эффективным.

Система АСКУЭ. Что это и как работает. Электронный счетчик

Инженеры-энергетики еще в прошлом веке начали проектировать эффективные системы, способные самостоятельно контролировать потребление электрической энергии. В настоящее время такую систему называют автоматической системой контроля учета электроэнергии, сокращенно система АСКУЭ.

На стадии внедрения этих систем возникало немало трудностей, так как микропроцессорные элементы, устанавливаемые в систему, были дорогостоящими, и использовались только на крупных промышленных предприятиях.

Для обеспечения обработки и сохранности информации были необходимы электронно-вычислительные машины, что также являлось непозволительной роскошью для общего применения. Когда появились персональные компьютеры, то эта задача значительно упростилась. К тому времени микропроцессоры уже стали намного дешевле и доступнее, поэтому организация автоматического контроля над расходом электрической энергии стала более простой задачей.

Инженеры не остановились на этом, и постоянно совершенствовали эту систему. Стали разрабатываться электронные счетчики, установка которых дает более качественные показатели расхода энергии. Далее появилась сотовая связь, которая обеспечила условия функционирования системы АСКУЭ по беспроводной технологии. Это значительно повысило эффективность эксплуатации этой системы и быстрый доступ к ее информационным данным.

Для чего служит система АСКУЭ

Главной задачей и принципом действия системы контроля электроэнергии является сбор информации по всем потребителям энергии, состоящим в этой системе, по напряжению и мощности. Затем система АСКУЭ обрабатывает полученные показания расхода, и на их основе выдает результат в виде отчета. В обязательном порядке система проводит анализ работы и прогнозирование ситуаций на будущие периоды. Основным моментом является анализ финансовых параметров и определение стоимости за израсходованную электроэнергию.

Условия качественной работы системы АСКУЭ
  • У всех потребителей электрической энергии необходимо установить наиболее современные приборы учета, а именно, электронные счетчики.
  • Полученную информацию от электронных счетчиков в виде цифровых сигналов концентрировать в сумматорах, которые являются специальными блоками, обладающими большим объемом памяти.
  • Организовать внутри системы связь, позволяющую отправлять отчеты потребителям и организациям, снабжающим электрической энергией.
  • Создать центры по обработке полученной информации. Для этого их следует оснастить современной вычислительной техникой и программным обеспечением.
Организация системы АСКУЭ

Для создания рассматриваемой системы необходимо организовать работу нескольких отделов, каждый из которых станет выполнять определенные задачи. Отделы системы делятся на несколько рабочих уровней, которые стоит рассмотреть подробнее.

Читайте также:  Как сменить личинку замка в железной двери?

Первый уровень

Устройствами этого уровня должны быть электронные счетчики, расположенные у потребителя энергии. Вместо электронных счетчиков иногда применяются специальные датчики, и подключаются через специальную компьютерную программу. Датчики можно подключить к аналого-цифровым преобразователям.

Система АСКУЭ имеет особенности, выраженные в ее возможностях. Контроллеры соединяются с датчиками с помощью стандартного интерфейса, применяемого для асинхронного интерфейса. Это наиболее известная модель, ставшая популярной во многих системах автоматизации производственных сетей.

В системе имеется приемник цифрового сигнала, обладающего сопротивлением 12 кОм. Существуют некоторые ограничения передатчика цифрового сигнала, что ограничивает число приемников сигнала. Поэтому стандартный интерфейс способен принимать электронные сигналы всего от 32 датчиков, что является недостатком.

Второй уровень

Это связующий элемент системы контроля. На его линии расположены разные контроллеры, передающие сигналы. Обычно это преобразователи, модифицирующие сигнал от стандартного интерфейса к специальному устройству, совместимому с компьютером. Именно такой измененный сигнал может обрабатывать программное обеспечение.

При необходимости включения в систему большего количества датчиков, в нее устанавливают специальный концентратор, являющийся составным элементом второго уровня системы контроля.

Третий уровень

В этом отделе концентрируется, обрабатывается, производится анализ и хранение данных всей системы. Главным требованием к третьему уровню является обеспечение современной программой для настройки всей системы.

Электронные счетчики являются сложными электронными устройствами. Они применяются для учета расхода энергии, и имеют такое устройство, что могут быстро подключиться к системе АСКУЭ. Но существуют старые счетчики, не способные подключаться к системе контроля. Для решения этой проблемы в качестве дополнительного оборудования можно установить специальный оптический порт, способный считывать данные и передавать их на компьютер. Такой порт можно устанавливать на подключенном функционирующем счетчике.

В системах контроля над расходом электроэнергии кроме электронных счетчиков могут применяться индукционные виды счетчиков. Если посмотреть на маркировку индукционного счетчика, то в ней может иметься буква «Д», что означает пригодность этих моделей для работы в системе АСКУЭ. В таких счетчиках имеется импульсный датчик с возможностью телеметрического выхода, который и передает данные по двухпроводной связи.

Но вряд ли стоит применять старые счетчики индукционного типа, они уже свое отработали, и привязать их к современной системе контроля уже становится сложнее. Такие виды лучше использовать для учета потребления энергии отдельных участков, не входящих в систему контроля АСКУЭ.

Электронные счетчики

Система АСКУЭ включает в себя основные элементы – электронные счетчики, которые являются преобразователями аналогового сигнала в импульсную частоту, учет которых дает объем израсходованной электрической энергии.

Основным достоинством этих современных приборов является отсутствие движущихся деталей, в отличие от индукционных счетчиков. Они также обеспечивают широкие пределы входных величин напряжения, дают возможность быстрой организации систем учета с несколькими тарифами, позволяют увидеть количество израсходованной энергии за любой прошедший период, измеряют мощность, сочетаются с оборудованием АСКУЭ и обладают многими другими полезными функциями.

Большой перечень возможностей обуславливается программной оболочкой микроконтроллера, который входит в состав всех современных электронных приборов, и счетчиков энергии.

Дисплей представляет собой цифровой индикатор, и служит для выдачи информации о режимах работы, потреблении энергии, времени и даты.

Источник питания предназначен для питания электронных компонентов схемы. С ним связан супервизор, формирующий сигнал сброса для микроконтроллера при подаче и отключении питания.

Часы служат для показа текущей даты и времени. В некоторых видах счетчиков часы работают от микроконтроллера, но чтобы не создавать на него дополнительную нагрузку, для часов применяют отдельную микросхему.

Оптический порт дает возможность считывать данные со счетчика и служит для установки параметров счетчика.

Микроконтроллер называют сердцем электронного счетчика. Большинство функций счетчика выполняет микроконтроллер. Он преобразует сигнал от трансформатора тока в цифровой сигнал, выполняет его обработку. Микроконтроллер также управляет выходами интерфейса и принимает команды управления.

При возникновении неполадок, проблем и сбоев в системе можно обратиться к другим подрядчикам, специализирующимся на установке таких систем. Установка системы контроля энергии проводится соответственно требованиям заказчика с учетом индивидуальных данных объекта. Большое значение имеет как проектирование и монтаж, так и настройка оборудования. Поэтому важным моментом является установка правильных характеристик для эксплуатации системы, надежное подключение по тому связному каналу, который выбрал заказчик. От этих моментов зависит дальнейшая эксплуатация всей системы.

Система АСКУЭ работает по сложной схеме, состоит из разных уровней. Чтобы обеспечить эффективность и точность ее работы, требуется правильно связать между собой все уровни, и применять только новые современные приборы, привлекать для настройки квалифицированных мастеров.

Что такое АСКУЭ и где применяется?

 Системы АСКУЭ — это полезное нововведение, которое активно внедряется на государственном уровне. Оно призвано решить проблемы контроля энергоресурсов и энергосбыта, позволяя компаниям-поставщикам автоматически производить учет электроэнергии. Система востребована в двухсторонних договорах между поставщиками и потребителями электроэнергии как на оптовом, так и на розничном рынке электроэнергии (ОРЭ и РРЭ).

Что это такое?

Прежде чем установить прибор автоматического учета, необходимо ознакомиться с тем, что такое система АСКУЭ (расшифровка аббревиатуры приводится в п.6.12 Приказа Минэнерго РФ от 19.06.2003 №229 “Об утверждении правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации”). АСКУЭ — это автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии.

Более развернутое название — АИИС КУЭ (автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии). Система представляет собой комплекс контрольно-измерительной аппаратуры, коммуникаций связи (сетей передачи данных), ЭВМ и программного обеспечения (ПО).

Принцип работы системы состоит в следующем: показания электросчетчиков автоматически снимаются с каждой точки потребления (например, квартиры в многоквартирном доме или коттеджа в дачном поселке) и доводятся через линии связи до сервера, где происходит обработка данных.

Для чего нужен автоматизированный учет

Автоматизированный коммерческий учет электроэнергии (мощности) позволяет определить величины учетных показателей, которые могут использоваться в финансовых расчетах.

Предназначение АСКУЭ состоит в том, чтобы осуществлять процедуры сбора и передачи информации, хранения информации в специализированной базе данных (база имеет повышенную степень защищенности от потери информации и от несанкционированного доступа), обработки показаний расхода (проводить расчеты потребленной электроэнергии). На основе полученных данных составляется отчет. С его помощью рассчитывается стоимость израсходованной электроэнергии и выставляются счета потребителям.

Система позволяет отслеживать баланс, прогнозировать результаты будущих периодов по потреблению (генерации), принимать решения по поводу изменения режима работы электрооборудования (осуществлять дистанционное управление). Если потребление энергии осуществляется без оплаты, то поставщик может дистанционно отключать нагрузку, вводить ограничения по мощности. Возможность незаконного потребления электроэнергии сокращается в частном секторе за счет выноса прибора учета на границу балансной принадлежности (на опору).

Как для потребителей, так и для поставщиков, преимущество системы в том, что счетчики АСКУЭ исключают ошибки, возникающие при ручном снятии показаний.

Кроме того, минимизируется необходимость контролирующих мероприятий, связанных с проверкой счетчиков техниками. Решается проблема доступа контролеров к приборам учета, так как счетчики передают информацию в Центр в автоматическом режиме.

Из чего состоит система АСКУЭ

Система АСКУЭ — это сложный “организм”, требующий мониторинга и сервисного обслуживания. Однако простейшая схема АСКУЭ состоит всего из 3 элементов:

  • сбор информации;
  • связь;
  • анализ и хранение данных.

Эти элементы соответствуют следующим уровням:

  • уровень 1 — это оборудование АСКУЭ или приборы учета электроэнергии (электронный или индукционный электросчетчик);
  • уровень 2 — линии связи (мобильная связь, телефонные линии, сеть Интернет);
  • уровень 3 — средства компьютерной обработки данных, предназначенные для сбора и анализа показаний.

В качестве приборов учета могут применяться датчики, имеющие выход для подключения интерфейса RS-485, и датчики, подключаемые через специальные аналого-цифровые преобразователи. Можно использовать и старые индукционные приборы при условии установки считывающих устройств, которые преобразуют количество оборотов диска в электрические импульсы. Считывающие датчики позволяют передавать информацию даже с прибора учета старого образца. Однако для подключения датчиков требуется специальное ПО.

Сегодня индукционные счетчики считаются устаревшими. Счетчики нового типа (электронные) передают информацию на сервер через специальный порт. Основными компонентами современного электронного счетчика являются: трансформатор тока, дисплей ЖКИ, источник питания электронной схемы, микроконтроллер, часы, телеметрический выход, супервизор, органы управления, оптический порт (опционально).

Существуют ограничения, связанные с числом приемников цифрового сигнала. Для соединения датчиков с контроллерами применяют интерфейс RS-485. Входное сопротивление приемника информационного сигнала по линии интерфейса RS-485 составляет 12 кОм. Так как мощность передатчика ограничена, это создает ограничение и на количество приемников, подключенных к линии. Стандартный интерфейс способен принимать электронные сигналы не более чем от 32 датчиков. Это является проблемой, которая решается на стадии проектирования.

Элементы второго уровня включают строительство линий связи (в том числе волоконно-оптических) и монтаж оборудования сооружений связи. Третий уровень состоит из сервера или компьютера с установленным программным обеспечением, которое позволяет осуществлять обработку данных.

Монтаж АСКУЭ

Монтаж системы АСКУЭ невозможен без предварительных проектных работ. Проектирование позволяет определить вид применяемого оборудования и количество приборов учета.

После проведения расчетных и проектировочных работ производится установка. Этот процесс предполагает не только замену счетчиков. Кроме приборов учета, необходимо осуществить монтаж модемов, серверов, компьютеров. Прокладываются провода и кабели (розетки могут понадобиться для подключения дополнительного оборудования — пользовательских дисплеев, предназначенных для просмотра показаний со счетчиков, установленных в труднодоступных местах). Только после этого происходит подключение и наладка оборудования.

Квалифицированные подрядчики включают в электромонтажные работы комплекс услуг: строительные работы, поставку, монтаж, пуск и наладку оборудования, ввод АИИС КУЭ в эксплуатацию, согласование проекта со всеми необходимыми инфраструктурными организациями.

Монтаж ведется в соответствии с требованиями заказчика и с учетом данных объекта. Важно оптимальным образом настроить систему: выставить правильные параметры и осуществить надежное подключение. От этого зависит эффективность работы в будущем.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector