SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Энергоучет по комбинированным каналам передачи данных. Комплексные решения Andra

Программно-аппаратный комплекс Comander, разработанный компанией Andra (Польша), позволяет строить АСКУЭ и другие системы автоматизации с комбинированными GSM/ZigBee/PLC-каналами передачи данных.

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург

Logo_EM.gif

Польская компания Andra – системный интегратор IT-систем, разработчик и производитель широкой линейки устройств связи для автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), диспетчерского управления (АСДУ) и управления технологическими процессами (АСУ ТП) с 20‑летним опытом работы в области беспроводных и проводных каналов связи. Все разработки и полный цикл производства ведутся на территории Польши. Техническая поддержка оказывается на разных языках, в том числе на русском. Andra сотрудничает с крупнейшими польскими, а также европейскими энергетическими концернами.

Недавно «ЕвроМобайл» и Andra подписали договор о сотрудничестве, и теперь компания «ЕвроМобайл» является эксклюзивным дистрибьютором Andra на территории России и стран СНГ. Комплексные решения Andra будут особенно интересны интеграторам систем учета энергоресурсов, участникам оптового рынка электроэнергии и сбытовым компаниям.


Платформа Comander

Comander – это программно-аппаратный комплекс, специально разработанный для сбора данных с передачей информации на верхний уровень АСУ по GPRS/CSD-каналу или Ethernet. Современные технологии, задействованные комплексом Comander, позволяют построить интеллектуальную систему АСКУЭ (АИИСКУЭ) с генерацией отчетов об энергопотреблении удаленно расположенных объектов. Разработчики предлагают универсальный и бюджетный вариант построения – за счет слияния GSM (GPRS), ZigBee, PLC-технологий передачи информации. GSM-сети позволяют получать данные из любой точки территориально распределенных объектов, расположенных в зоне уверенного приема, по беспроводным радиоканалам. Системы автоматизации на базе беспроводной телеметрии сегодня нередко строятся на ZigBee-радиосвязи малого радиуса действия (в нелицензируемом диапазоне частот – 2,4 ГГц / 868 МГц) с достаточной, в частности для систем учета, пропускной способностью сети. ZigBee Mesh-сети – это беспроводные сети с автоматической ретрансляцией и маршрутизацией данных. PLC не относится к беспроводным технологиям, а основывается на передаче данных через электрические сети. Интерес к средствам передачи информации по промышленным и бытовым электросетям обусловлен прежде всего возрастающей потребностью в сравнительно недорогих решениях массового применения.


SMART GSM-терминал Comander μPort

GSM-терминал μPort («микропорт»), или GSM-модем, является универсальным компактным устройством передачи данных с электросчетчиков, контроллеров и других устройств. Это устройство с автоматическим GPRS-подключением позволяет опрашивать подключенные счетчики в «прозрачном», буферном или гибридном режиме и отправлять файлы на FTP-сервер. При низком уровне приема GSM-сигнала терминал автоматически переключается на передачу данных по резервному CSD-каналу.

Все разъемы расположены под съемной крышкой модема (рис. 1). Из рабочих интерфейсов у модема имеется гальванически развязанный последовательный интерфейс RS‑485/RS‑232 (или токовая петля – CLO) и дискретный вход («сухой» контакт). Как можно видеть на фотографии прибора, для удобства «распиновка» нанесена на этикетку на корпусе терминала. По RS‑485 (контакты 4, 5 – линии А, В) можно подключить до 32 счетчиков; при подключении счетчиков через токовую петлю – до четырех, если подключение происходит по RS‑232 – до двух. Терминалы позволяют опрашивать счетчики, оснащенные пассивным RS‑485 (выходное напряжение +12 В). Для конфигурирования в μPort предусмотрен USB-интерфейс; настраивать терминал можно не только через USB-кабель, но и удаленно по беспроводному GPRS-каналу. Последний вариант удобен для терминалов, уже установленных на объектах и требующих настройки.

Ris.1.png

Рис. 1. GSM-терминал Comander μPort



ZigBee-адаптер (модем) Comander ZB

Внешне Comander ZB напоминает μPort и выполнен с ZigBee-модулем (то есть предназначен для функции Slave-устройства). Топология ZigBee-сети: точка – точка или масштабируемая Mesh-сеть, состоящая из комплекта устройств Comander ZB и Сomander Multiport ZigBee. К плюсам ZigBee-каналов передачи данных относят отсутствие необходимости платить за лицензирование частот и трафик, а также выделять средства на поддержание собственной радиосети; к минусам – низкую помехозащищенность. Интерфейсы для подключения устройств к Comander ZB такие же, как у μPort: RS‑232/RS‑485 (или токовая петля 20 мА) с гальванической развязкой и конфигурационный microUSB 2.0. Излучаемая мощность радиосигнала составляет 10 мВт, радиус действия на открытом пространстве – до 750 метров, в помещении – до 60 метров. По ZigBee-каналам на сетевом уровне ведется дополнительно шифрование данных алгоритмом AES-256 с помощью симметричных ключей.


PLC-адаптер (модем) Comander PLC

PLC-адаптер Comander PLC работает в сетях ~220 В в соответствии с требованиями PLC-стандарта CENELEC A, рабочая частота прибора составляет 72 кГц, тип модуляции – BPSK. После включения происходит автоматическое соединение PLC-адаптеров, установленных на объекте, друг с другом. Скорость передачи данных (на Multiport или другое устройство) – до 48 кбит/с. В настоящее время ведутся разработки адаптеров по PRIME-стандарту. На основе концентратора Сomander Multiport и PLC-адаптеров можно создать безопасную PLC-сеть. По PLC-каналам дополнительно ведется шифрование данных алгоритмом AES-256.


SMART терминал-концентратор Сomander Multiport

Модульная конструкция терминала-концентратора Сomander Multiport позволяет воплощать решения с дополнительными портами передачи данных, такими как GSM/GPRS, Ethernet, ZigBee и PLC. Внешний вид концентратора приведен на рис. 2. Multiport в платформе Comander выполняет роль ведущего устройства (маршрутизатора) по отношению к адаптерам ZigBee/PLC-сети. Все модели Multiport имеют встроенный GSM-модуль и автоматически устанавливают GPRS-соединение для передачи информации. Multiport может передавать данные по CSD-каналу, а также, в отличие от μPort, хранить данные на карте памяти.

Ris.2.png

Рис. 2. Терминал-концентратор Сomander Multiport

Устройство работает в непрерывном GPRS-режиме за исключением периода, названного «временным окном», когда терминал автоматически переключается в режим ожидания сеанса CSD-связи, а после его завершения возвращается в нормальный режим работы GPRS.

Выпускаются модели Сomander Multiport PLC со встроенным PLC-модулем и Сomander Multiport ZigBee со встроенными GSM- и ZigBee-модулями. Для приема/передачи радиосигналов подключаются GSM- и ZigBee-антенны. Из интерфейсов у Multiport имеется RS‑232, RS‑485, в качестве опций – токовая петля и конфигурационный microUSB 2.0.


Система опроса точек учета

На рис. 3 приведен пример интеллектуальной автоматизированной системы поквартирного учета энергопотребления жилых домов с конвергенцией (слиянием) коммуникационных и электрических сетей.

Ris.3.png

Рис. 3. Пример организации системы опроса точек учета

Система включает:
- микропроцессорные электрические счетчики, подключаемые по интерфейсу RS‑485 к ZigBee/PLC/GSM-модемам;
- ZigBee-адаптеры (comander ZB), которые через беспроводную гибкую и масштабируемую ZigBee-радиосеть передают данные на концентратор Multiport;
- PLC-адаптеры (comander PLC), передающие данные на концентраторы Multiport по электросетям;
- концентраторы Multiport, которые по GSM-сети передают полученные данные на центральный сервер центра сбора и обработки информации (ЦСОИ) энергетической компании. Эти устройства могут устанавливаться в ближайшие к домам подстанции;
- GSM-модемы μPort по GSM-сети, передающие данные на сервер ЦСОИ для дальнейшей обработки, генерации отчетов и т. д.

Модемы и адаптеры крепятся на DIN-рейку или панель, а также могут встраиваться непосредственно в счетчики (например, в ADD Grup (Матрица), ELSTER и некоторые другие; также они могут встраиваться в новые корпуса счетчиков, разработанные под заказ).

Интеллектуальные М2М‑системы на базе программно-аппаратного комплекса Comander способны опрашивать огромное число точек учета (свыше 10 000), позволяют просматривать полную структуру системы (устройства, сим-карты и др.) и формировать отчеты о потреблении; являются самоорганизующимися системами сбора данных, то есть автоматически выявляют новые точки учета. Параметры счетчиков можно изменять удаленно, также имеется настройка отправки оповещений о сбоях в работе системы ответственным лицам, а в новых версиях ПО появится опция настройки оповещений о необходимости пополнения баланса сим-карт (установленных в GSM-терминалах).

Comander – это перспективные и надежные сертифицированные системы учета электроэнергии, которые позволяют более рационально использовать ресурсы и осуществлять планирование энерго­сбережения.

Сейчас проводятся работы по внесению продукции Andra в российский Государственный реестр средств измерений. Системы полностью соответствуют Федеральному закону № 261‑ФЗ об энергосбережении и повышении энергетической эффективности.


ПО Comander Connect

Диагностика и конфигурация модемов (адаптеров) серии Comander осуществляется с помощью программного обеспечения Comander Connect с простым и понятным графическим интерфейсом, поставляемым вместе с приборами. Удаленная связь ПК с устройствами Сomander устанавливается посредством GPRS, локальная – посредством USB-интерфейса.


ПО Comander CMS

Для полного развертывания системы (рис. 3) недостаточно установить и подключить устройства, необходимо программное решение. В комплект поставки платформы Comander входит Comander Management System (CMS) – программный продукт для создания системы централизованного управления и мониторинга каналов связи (рис. 4), обеспечивающий работу с модемами (более чем с десятью тысячами) из диспетчерского центра под управлением ОС Windows. На рабочих ПК отображается список всех модемов по группам и осуществляется автоматический мониторинг и контроль сети устройств передачи данных в режиме 24/7 (24 часа в сутки и 7 дней в неделю).

Ris.4.png

Рис. 4. Пример окна программы Comander CMS

С помощью CMS можно не только просматривать информацию о системе и генерировать отчеты, но и удаленно управлять встроенным программным обеспечением терминалов, установленных на объектах, перезагружать (с соответствующими правами доступа) и др. В CMS реализована полезная и интересная функция – мониторинг GSM-сетей (ближайшие базовые станции, прием сигнала) для групп устройств.


Заключение

Комплексные решения Andra позволяют легко поддерживать систему в идеальном рабочем состоянии без привязки к конкретным счетчикам электроэнергии, тепла, воды, газа или другим устройствам, при этом комбинируя различные каналы опроса (GSM, Ethernet, ZigBee, PLC) и изменяя число точек учета.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(47)_2013

Н. Е. Коротких,
ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург,
тел.: (800) 555-7576,
e‑mail: info@euroml.ru,