АНАЛИЗ ДОСТОИНСТВ И НЕДОСТАТКОВ ВОЗМОЖНЫХ ТИПОВ ИНТЕРФЕЙСОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, В АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ УЧЕТА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

В современных автоматических системах учета энергоресурсов может применяться различные типы интерфейсов для передачи собранной информации с приборов учета в центры по обработке данных. Рассмотрим 3 основных интерфейса для передачи данных.

АСКУЭ на основе проводного соединения (интерфейс RS-485).

Данная система (рис. №1) применяется в основном для технического учета электроэнергии.

Хотелось бы обратить внимание на один нюанс системы АСКУЭ – это возможности интерфейса. Для соединения датчиков с контроллерами используется интерфейс марки RS – 485 (это стандарт, который используется для физического уровня асинхронного интерфейса). Это самая популярная модель, которая нашла свое применение практически во всех системах, связанных с автоматизацией промышленных сетей [2].

В системе установлен приемник электронного сигнала, его сопротивление составляет 12 кОм. То есть, получается так, что существуют определенные ограничения передатчика электронного сигнала, что создает ограничение на количество приемников этого сигнала. Поэтому данная модель (RS 485) может принимать сигналы только от 32 датчиков. Такое ограничение – минус.

Проводные системы (доставка сообщений по телефонным линиям)

Достоинства:

• для «взлома» объекта необходим доступ к аппаратуре объекта, пульта или телефонной линии;
• высокая информативность;
• поддержка международных стандартов передачи данных, способность к глубокой интеграции, большой спектр объектового оборудования;

Недостатки:

• необходимо много входных телефонных линий на Центральной станции и наличие проводных телефонных линий на объектах;
• неустойчивость работы и ложные тревоги по телефонным линиям устаревших АТС;
• отсутствие контроля линий связи (если не установить специальное оборудование на АТС);
• возможные сбои в работе факса и internet;

• разработаны технологии подавления и взлома систем по телефонной линии

Рисунок № 1. АСКУЭ на основе проводного соединения (интерфейс RS-485).

АСКУЭ на основе передачи данных по контактной сети 220/380В PLC (Power Line Communication).

Достоинства PLC

Несомненными преимуществами тестируемой системы (рис. №2) являются:

• возможность дистанционного съёма параметров электросчётчиков;
• одновременность снятия показаний электросчётчиков, позволяющая повысить точность расчёта балансов отпущенной и потреблённой электроэнергии;
• ведение контроля потребляемой электроприёмниками потребителей мощности и напряжения сети на границах балансовой и эксплуатационной ответственности сторон;
• экономия трудозатрат по производству обходов потребителей контролёрами и отключению потребителей-неплательщиков персоналом оперативно-выездных бригад.

Плюсы технологии передачи данных по силовым линиям в том, что не нужно прокладывать дополнительных коммуникаций, в отличие от других проводных технологий связи. Плюсы технологии передачи данных по силовым линиям в том, что не нужно прокладывать дополнительных коммуникаций, в отличие от других проводных технологий связи [3].

Для работы модемов в режиме ретрансляции необходимо настроить один из модемов как базовый. Там указывается, сколько модемов должно быть в сети, и модем строит сеть с необходимым для ретрансляции сигнала количеством промежуточных модемов. Базовый модем периодически опрашивает все модемы сети и если связь с каким-либо модемом пропадает, базовый модем пытается связаться с ним по другому маршруту.

PLC-модем работает по схеме Master-Slave, и поставляется с настройкой «удаленная база». Если в радиомодеме базовым может выступать любой модем, то в PLC базовый модем нужно программировать. Этот модем будет создавать сеть и пинговать удаленные модемы.

Дальность работы PLC-модемов зависит от сети, к которой они подключены. Если это жилой многоквартирный дом, то в сети очень много помех от широко распространенных сейчас энергосберегающих ламп, поэтому, без ретрансляции связь будет с 1 по 9 этаж, не больше. Если PLC-модем будет использован за городом, подключен к ЛЭП, то сигнал может проходить до 3-4 км. Нежелательно использование PLC-модемов на производстве, где стоят турбины, насосы, двигатели, и пр. Они создают большие помехи в сети, поэтому модемы работать нормально не могут. На производствах мы рекомендуем использовать радиомодемы.

Типовая АСКУЭ многоквартирного жилого дома с использованием PLC-модемов позволяет производить:

• коммерческий учет (суточный график потребления);
• учет электроэнергии на вводных счетчиках, фидерах, освещения, лифты и пр.;
• подведение посуточного баланса;
• управление отключением потребителя (опционально).

На каждом этаже дома можно установить модем с интерфейсом RS-485. К такому модему можно подключить до 32 приборов учета. Данные, собранные модемом со счетчиков по сети 220В, подаются на регистратор (например, МУР-1001.2 RC8) через устройство сопряжения фаз PLC МУР 1001.9 PLC LC, а регистратор в свою очередь может передать данные на верхний уровень системы.

В случае создания АСКУЭ коттеджного поселка, PLC-модем подключается к счетчику в каждом доме, а данные собираются на трансформаторной подстанции. С трансформаторной подстанции данные могут передаваться на верхний уровень с помощью GSM-модема.

Рисунок № 2. АСКУЭ на основе передачи данных по контактной сети 220/380В PLC

АСКУЭ на основе проводного и беспроводного соединения:

АСКУЭ многоквартирных жилых домов.

Системы с радиомодемами хорошо (рис. №3) зарекомендовали себя в загородных поселках, где радиоэфир на рабочих частотах не так загружен как в городе.

Еще одним преимуществом систем с данными радиомодемами является то, что для них не требуется никакой предварительной настройки. Если вы получили с производства партию радиомодемов, то единственное, что возможно потребуется — изменить терминальную скорость соединения с приборами учета. По умолчанию в модемах установлена скорость 9600 Бод, и если у прибора учета другая скорость, то нужно установить ту, которая требуется. Больше никаких настроек модем не требует. Радиомодемы питаются от сети 220В, если приборы учета требуют внешнее питание 12В, то это питание можно взять с интерфейса модема, что тоже очень удобно.

Схем подключения коммунальных заказчиков к АСКУЭ множество [1], базовые – по радиочастотному каналу, сотовым сетям или через непосредственно по силовой линии 0,4 кВт (PLC). У подключения по радиоканалу и PLC есть преимущество в экономии средств на организации, так называемой «последней мили», что касается GSM/GPRS, то этот вид связи наиболее надежен для регулярной передачи пакетов данных и используется для подключения большого числа точек учёта.

Профессиональные радиоканальные системы (доставка сообщений по радиоканалу)

Достоинства:

• независимость от наличия телефонных линий или GSM-связи;
• высокая информативность и криптостойкость (защитные свойства);
• большое количество предложений профессионального оборудования и программного обеспечения на рынке;
• Высокая надёжность доставки сообщения;

Недостатки:

• необходимость получения частот и регистрация передатчиков в Главном радиочастотном центре Министерства связи РФ;
• для обслуживания больших территорий необходима установка ретрансляторов;
• отсутствие единых стандартов передачи данных;

GSM-системы (доставка сообщений по GSM-связи)

Достоинства:

• простота в тестировании и установке;
• большая зона охвата;
• Недостатки:
• доступность аппаратуры подавления («глушилка» GSM 900-1800 МГц);
• платная эксплуатация (абонентская плата, оплата сеансов связи);
• наличие эффекта «праздника», когда сеть перегружена, и сигнал не проходит (Новый год);
• низкая частота тест-сигналов (максимум 2 раза в сутки);
• отсутствие единых стандартов передачи данных, низкая способность к интеграции и высокая стоимость объектового оборудования;
• охраняемые объекты должны находиться в зоне покрытия операторов сотовой связи;

Рисунок № 3. АСКУЭ на основе проводного и беспроводного соединения

В результате рассмотренных достоинств и недостатков, используемых в АСКУЭ интерфейсов для передачи данных с приборов, можно сделать вывод, что на данный момент использование PLC технологий даст наиболее эффективно устроить современную систему учета энергоресурсов. Однако есть у данной системы и минус - это качество силовых сетей на объекте установки системы учета, использование интерфейса PLC целесообразно на промышленных предприятиях, где невозможно использовать другие виды и способы передачи данных. Для организации учета энергоресурсов в частных секторах и многоэтажных домах выгоднее использовать как проводной, так и беспроводной интерфейс для передачи данных, обусловлено это тем, что в случае выхода одного из интерфейсов всегда есть резервная система передачи данных.

Список литературы:

1. АСКУЭ на промышленных предприятиях [Электронный ресурс] - URL: http://edulib.pgta.ru/els/as_ucheta_energonositeley.pdf (дата обращения 15.03.2016).
2. Волков В.М., Смолко Ю.Н., Чертов Е.Д. Система коммерческого учета электроэнергии. — Воронеж: Изд-во ВГТУ. – 2010. — №9. – С. 159-161
3. Система АСКУЭ PLC в бытовом секторе [Электронный ресурс] - URL: http://www.kemaskue.narod.ru/bit.html (дата обращения 27.02.2016).