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.

Интеллектуальное здание и PLC

В статье рассматриваются различные аспекты использования PLC и беспроводных технологий для систем АСКУЭ с привязкой к современным реалиям.

Компания ЦРСА, Московская область, г. Коломна

CRSA.jpg 


Трудности

Основное неудобство при автоматизированном сборе данных с узлов учета – это необходимость протяжки дополнительных линий связи, соединяющих счетчики и УСПД. И если по электроэнергии это не так критично в силу того, что счетчики установлены на лестничных площадках, то для индивидуальных счетчиков воды и тепла эта проблема становится настоящей головной болью. При монтаже систем в заселенном жилом доме бывает достаточно сложно принудительно смонтировать сам счетчик, а говорить о протяжке каких-либо проводов на территории жильца вообще не представляется возможным. Ведь всем известно, что во многих случаях установка приборов учета жильцам невыгодна и такие абоненты всячески противостоят установке приборов. Кроме того, прокладывать линии связи в квартире со сделанным ремонтом – дело неблагодарное или слишком затратное. Вывод прост: использование уже существующих линий связи и применение беспроводных технологий.


Снова о PLC

Для решения задач удаленного съема данных без прокладки дополнительных линий многие производители приборов учета обратили внимание на возможность передачи данных по силовым линиям электропередачи, особенно это актуально для линий 0,4 кВт. Вполне естественно, что первыми в этом сегменте начали работать именно производители электросчетчиков. Более подробное описание систем, построенных на основе PLC-техно­логий, мы дали в статье «Учет энергоресурсов как первый шаг к энергоэффективности в ЖКХ», опубликованной в 3(27)_2010 номере журнала «ИСУП». Но помимо электросчетчиков встает задача и снятия значений с других приборов учета, и разработчики систем АСКУЭ всерьез задумались о расширении своего поля деятельности на учет воды, тепла и газа. Примером могут служить модули AIU, разработанные международным холдингом ADD GRUP, которые фактически являются счетчиками импульсов имеющих в своем составе PLC-мо­демы и способны интегрироваться в систему Smart IMS.

В настоящее время в России запущен только один пилотный проект, в котором для учета электроэнергии, воды и газа используются только линии электропередачи, – это поселок в 700 домов, расположенный на 51-м км Минского шоссе. Внедрение системы Smart IMS началось там в 2009 году, и на базе поселка были опробованы три системы, в результате чего была выбрана система Smart IMS. После установки счетчиков на опоры и подключения всех абонентов встал вопрос о коммерческом учете воды и газа, и специалистами нашей компании было предложено использование уже существующего канала связи для реализации этих задач. После проведения предварительных испытаний приборы AIU показали свою работоспособность и началось внедрение дополнительных функций системы. Конечно, новое направление не далось легко, и в процессе внедрения было выявлено немало проблем, связанных с удаленностью модулей и самих приборов учета, прокладкой линий питания, адаптацией новых счетчиков к системе и автономной работой счетчиков, но при поддержке специалистов завода-изготовителя ООО «Матрица» все проблемы довольно оперативно были устранены.

К сожалению, что хорошо для поселков и кооперативов, не всегда подходит для жилых домов. Конечно, вести провод питания от счетчика к розетке – это не то же самое, что тянуть интерфейс RS-485 до этажного концентратора или УСПД в подвале, но все-таки это дополнительные линии. Дополнительные линии – это либо болтающиеся провода в квартире абонента, либо ремонт за счет УК, монтирующей АСКУЭ выход – беспроводная связь.

pic1.gif

Рис. Жилой дом по адресу: г. Москва, Лермонтовский проспект, д. 16. В этом доме впервые в России была реализована комплексная автоматизированная система поквартирного коммерческого учета воды, тепла и электроэнергии


433 МГц

В мире автоматизации радиочастота 433 МГц – это, пожалуй, ветеран беспроводной передачи данных, получившая свое широкое распространение из-за отсутствия необходимости получения разрешения на ее использование в соответствующих органах. И если производители счетчиков электроэнергии обратились к своей стихии – PLC, то производители поквартирных приборов учета воды пошли путем радиоволн. Если не единственный, то наиболее продвинутый российский производитель в этом вопросе – это Рязанский завод НПП «Тепловодохран». Способствовала ли этому территориальная близость завода и Рязанского радиотехнического института или рвение и упорство молодых специалистов предприятия, сейчас сказать сложно, но в любом случае все это привело к интересным и, на наш взгляд, очень перспективным изделиям.

Радиомодули BK-G производства НПП «Тепловодохран» монтируются непосредственно на сам счетчик воды и позволяют передавать данные о потреблении воды на этажные концентраторы 1 раз в 4 минуты. Кроме того, эти модули позволяют хранить данные о потреблении в собственной энергонезависимой памяти несколько лет, что гарантирует сохранность данных при обрыве каналов связи. Практика применения этих модулей в ставшем уже знаменитым в технических кругах как площадка для отладки новых решений – ТСЖ «Родники» показала, что в подъездах, где все счетчики оснащены такими модулями, суммарные данные по абонентским устройствам полностью (за исключение расчетных потерь) соответствуют данным вводного счетчика воды, а в подъездах, где таких модулей нет, потери воды превышают 40%. С чем это связано? Вряд ли в этом ТСЖ пробило трубу, из которой незаметно на протяжении нескольких лет льется вода. Скорее это нерасторопность или нежелание жильцов нести достоверные данные для оплаты. Зайти в квартиры для проверки значений достаточно тяжело, а иногда возможно только при поверке счетчиков, и даже в этом случае может выясниться, что счетчик давно сломан и хозяева об этом не знали. Выходит, что предложенный способ учета воды окупает себя менее чем за два года и снимает приличную головную боль с управляющих компаний.


485 или PLC?

Предложенный «Тепловодохраном» способ учета воды, по нашему мнению, несомненно, себя оправдывает. Радиомодули на счетчиках передают данные на этажные концентраторы, а дальше по интерфейсам RS-485 на диспетчерский пункт. Но тут встает вопрос о целесообразности прокладки 485?го интерфейса до диспетчерской, если в доме уже есть PLC-каналы данных. Почему бы не использовать те же каналы, как и в выше­описанном поселке, ведь помимо проблем с передачей данных сразу решается проблема с единым интерфейсом диспетчерской. Над этой задачей в ноябре 2010 года на совместном совещании в «Родниках» мы предложили задуматься представителям ООО «Матрица» и НПП «Тепловодохран», идея была воспринята с энтузиазмом, и уже в 2011 году мы ждем первых опытных образцов от этих компаний, позволяющих объединить беспроводные и PLC-технологии.

pic2.gif

Рис. Процесс наладки системы, щиты автоматизированного учета электроэнергии, тепла и воды сводятся в единый универсальный УСПД с интерфейсами Ethernet для передачи данных в инженерную службу


PLCшные войны

Технология PLC изначально была ориентирована на передачу интернет-трафика и создание малых домашних или офисных сетей «через розетку». Идея хорошая, но, к сожалению, не для российского электрохозяйства. Состояние большинства наших сетей оставляет желать лучшего – старые линии, скрутки и т.п., все это приводит к значительному затуханию сигнала. Поэтому в этом сегменте и обосновались производители различных систем учета, охранных систем, различных датчиков и управляющих устройств, которые не имеют таких высоких требований по скорости передачи данных, но всегда рады возможности использования абсолютно бесплатных каналов связи. Но, к сожалению, устройства различных производителей часто не согласуются друг с другом. Каждый производитель использует свои закрытые протоколы обмена данными, а часто и свои способы модуляции сигнала. Поэтому применение различных PLC-устройств в рамках одной сети «0,4» проблематично, а часто и просто невозможно. Более того, случаются и ситуации, когда каналообразующие устройства одного производителя (маршрутизаторы, УСПД, концентраторы) могут «глушить» друг друга и часто этим пользуются застройщики, которые первыми устанавливают такие устройства в сети для того, чтобы впоследствии замкнуть работы по поставке и наладке системы АСКУЭ на себе. И на сегодняшний момент, когда перспективы PLC так ярко расписаны, а сетевые организации находятся в эйфории от работающих систем, происходит постепенный «захват» территорий различными производителями, которые стремятся установить максимум каналообразующего оборудования на трансформаторных подстанциях, чтобы впоследствии владеть этими, пока что «ничейными», каналами передачи данных. Поэтому мы рекомендуем очень тщательно подходить к выбору поставщика оборудования и понимать, что впоследствии при достаточно большой конкуренции на рынке заказчику все равно придется работать с этим поставщиком.


Примеры

Разговоры об автоматизации учета энергоресурсов идут давно, но на практике организаций, занимающихся автоматизацией энергоучета «под ключ», практически нет. Это связано с тем, что работы по автоматизации различных энергоресурсов проходили раздельно – электрики занимались разработкой своих стандартов, производители счетчиков разрабатывали и внедряли абсолютно другие вещи, а поквартирного учета тепла сегодня вообще практически нет, не говоря об его автоматизации. Тем не менее существуют рабочие решения по автоматизации энергоучета в комплексе, такое решение в декабре 2010 года было реализовано в Москве по адресу Лермонтовский проспект, д. 16. Схема снятия показаний в данном проекте стандартная – приборы учета (воды и электроэнергии) объединены в единую сеть RS-485 и опрашиваются с УСПД, установленном в электрощитовой дома. УСПД имеет Ethernet-интерфейс, и через провайдера местной связи данные передаются на сервера в инженерную службу Москвы в заданном формате. Кроме того, впервые в России на объекте была реализована задача поквартирного учета тепла домов с вертикальной разводкой системы отопления, для чего был привлечен опыт одной из крупнейших энергосервисных компаний Европы.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 6(30)_2010

К.В. Якушков, генеральный директор, 
Компания ЦРСА, Московская область, г. Коломна,
тел.: (495) 545-7364,
e-mail: jakushkov@dev-center.ru