In Wirtschaftsverbänden und SNT erfolgt die Zahlung für Strom nach einem einzigen Zähler, während Verbrauchermessgeräte nicht inspiziert werden, was den Diebstahl von Strom ermöglicht. Das Problem wird durch die Organisation einer automatischen Kontrolle über den Verbrauch von Energieressourcen (ASKUE) gelöst..
Fragen Sie: Was es ist und wie es funktioniert
Die Abkürzung ASKUE steht für ein automatisiertes Steuerungs- und Abrechnungssystem für Energieressourcen. Tatsächlich handelt es sich um einen verteilten Komplex, der aus Messgeräten besteht, die Informationen über den Betrieb des Systems an ein einzelnes Versandzentrum übertragen. Auf den ersten Blick sieht alles recht einfach aus, aber in Wirklichkeit wird die Bedienung des Systems mit ernsthaften technischen Mitteln sichergestellt. Aus diesem Grund verursacht die Organisation von ASKUE durch Personen, die weit entfernt von Elektrotechnik und Informationstechnologie sind, zahlreiche Schwierigkeiten..
Ein Beispiel für ein ASKUE-Schema: 1 – Computer mit Software; 2 – Stromzähler mit RS-232 / RS-485-Schnittstelle; 3 – PS-USB-Adapter; 4 – Nabe; 5 – RS-485-zu-Ethernet-Schnittstellenkonverter; 6 – GSM-Gateway; 7 – GSM-Modem
Das einheitliche Messsystem sammelt nicht nur Daten zum Energieverbrauch, sondern hat eine Reihe spezifischer Funktionen. Zuallererst ist es Arbeit in Echtzeit: Zählerstände werden mehrmals pro Stunde übertragen, wodurch es möglich ist, Verbrauchsdiagramme zu erstellen und Energieressourcen effizienter zu nutzen, um den Betrieb des gesamten Stromnetzes zu optimieren.
Darüber hinaus führt ASKUE seine Arbeit mit einem hohen Maß an Transparenz durch. Alle Informationen werden in einer einzigen Datenbank gespeichert, auf die alle Benutzer zugreifen können. Noch mehr: Mit dem System können Sie nicht nur Stromnetzknoten fernsteuern, sondern auch steuern. Dies ermöglicht es Ihnen insbesondere, Verbraucher bei verspäteter Zahlung oder Überschreitung des Verbrauchslimits und in einem vollautomatischen Modus zu trennen..
Versandzentrum des ASKUE-Systems
Was sind die Alternativen
Wenn es um Gartenbauverbände und ähnliche Wirtschaftsverbände geht, ist die Einführung eines verteilten Messsystems die einzige Möglichkeit, die Stromrechnungen wirklich fair unter den Verbrauchern zu verteilen. Es stellt sich die Frage: Warum AMR organisieren, wenn Sie sich mit der Übertragung von Messgeräten aus der Direktzugriffszone der Verbraucher zufrieden geben können? Immerhin sind beide Veranstaltungen hinsichtlich der Kosten in etwa vergleichbar.
Das erste und Hauptproblem ist das Fehlen eines organisierten Systems zur Inspektion von Dosiereinheiten. Es ist notwendig, nach Versiegelungsmitteln zu suchen, regelmäßig Runden mit Überprüfungen des Status der Installationsboxen durchzuführen und Zählerstände zu messen. Und selbst dann ist die Möglichkeit eines Stromdiebstahls nicht völlig ausgeschlossen..
Bei Verwendung von ASKUE gibt es keine Lücken für den nicht berücksichtigten Verbrauch. Jeder Zähler im Netzwerk benachrichtigt das Versandzentrum fast sofort über Änderungen im Anschlussplan. Darüber hinaus ermöglicht die ständige Überwachung der Netzwerkparameter die Bewertung der natürlichen parasitären Verluste während des Transports, wodurch letztendlich jedes Kilowatt einer strengen Berichterstattung unterzogen wird..
Auswahl und Installation von Messgeräten
Um im Rahmen von AMR zu arbeiten, werden elektronische Zähler verwendet, die den im Primärkreis wirkenden Strom und die Spannung in eine Folge von Impulsen umwandeln, deren Berechnung den Stromverbrauch bestimmt. Allerdings verfügt nicht jedes elektronische Messgerät über die erforderlichen Funktionen. Insbesondere ist ein digitaler Anschluss (Telemetrieausgang) für den Anschluss an Datenübertragungsgeräte wichtig.
Ein Beispiel für ein Messgerät mit optischem Anschluss und RS-485-Schnittstelle
Eine weitere Nuance liegt in der Zählerfunktionalität. Wenn für ASKUE Anforderungen an die Fernbedienung gestellt werden, muss das Messgerät mit einem eingebauten Schütz ausgestattet sein. Die Funktion zur Parametrierung des Geräts ist auch wichtig, um die Interaktion mit anderen Elementen des Systems einzurichten. Letzteres hängt von der in den Controller eingebetteten Software und deren Funktionen ab.
Im einfachsten Fall kann es praktiziert werden, Zähler mit speziellen Sensoren auszustatten, die die Anzahl der Impulse von einer Lichtanzeige lesen oder die Rotationsfrequenz der Scheibe der Induktionszähler verfolgen. Dieser Ansatz ist jedoch unter dem Gesichtspunkt der Vereinheitlichung des Systems nicht sehr gut, und außerdem ermöglichen die Sensoren keine Fernsteuerung des Energieverbrauchs. Für eine Genossenschaftsorganisation ASKUE ist die beste Option der Kauf des gleichen Zählertyps mit den erforderlichen Funktionen..
Multifunktionaler Stromzähler mit Kommunikationsschnittstellen: Ethernet, RS-232 und RS-485
Derzeit verfügen fast alle elektronischen Zähler über einen Telemetrieausgang, sodass auch die bereits von Verbrauchern installierten Messgeräte in die AMR eingeführt werden können. Beachten Sie jedoch Folgendes: Versuche, unterschiedliche Zähler in einem einzigen Netzwerk zu kombinieren, sind immer mit Problemen bei der Schnittstellenkoordination, der Signalcodierung und der Registrierung von Indikatoren verbunden.
Kommunikationsgeräte
Die digitalen Telemetrieports der Messgeräte verwenden die serielle Schnittstelle RS-232 oder RS-485, um Daten an externe Geräte zu übertragen. Diese Messgeräte verfügen lediglich über einen integrierten Schnittstellenkonverter. Die Art des Signals „Stromschleife“ wird seltener verwendet und weist in der Regel auf die Möglichkeit hin, durch manuelle Parametrierung des Messgeräts auf UART-Schnittstellen umzuschalten, andernfalls ist eine Übertragung über einen speziellen Adapter möglich. Die einfachsten Zähler haben ein diskretes Signal am Telemetrieausgang – das heißt, die Frequenz und das Tastverhältnis der Impulse der Zählvorrichtung werden einfach übertragen.
Zählerverbindung zum GSM-Modem
Die Hauptschwierigkeit bei der Organisation eines Kommunikationssystems besteht darin, dass jedes Messgerät und jeder Adapter je nach den Funktionen und Einstellungen des Mikrocontrollers unterschiedliche Signaltypen erzeugen können. Probleme kommen auch durch die Tatsache hinzu, dass der Telemetrieport zunächst für die manuelle Konfiguration und den Datenabruf mit einer einzelnen Verbindung über einen Schnittstellenkonverter verwendet wird, während für die Datenerfassung und -übertragung an AMR das gesamte Netzwerk auf einen bestimmten einheitlichen Standard gebracht werden muss. In der Regel wird bei einer Anzahl von bis zu 32 Metern die Kommunikationsleitung über einen verdrahteten RS-232 und bei einer Anzahl von Teilnehmern von bis zu 250 – RS-485 ausgeführt. So wird eine Gruppe von Geräten durch einen Switch unter Verwendung von beispielsweise UART vereint. Wenn jedoch einige Zähler in dieser Gruppe kein gemeinsames Protokoll unterstützen, werden sie über Schnittstellenkonverter verbunden. Auf dem Markt finden Sie zunehmend Geräte zur Datenübertragung über Stromleitungen.
Drahtlose Netzwerke sind unterschiedlich konfiguriert. Die Protokolle können sehr unterschiedlich sein: GSM, Wi-Fi, Funkkommunikation – in jedem Fall wird der Transceiver für jeden Zähler individuell eingestellt. Jeder Kommunikationspunkt kommuniziert mit einer Art Basisstation, und Modems können nicht nur im Direktübertragungsmodus, sondern auch als Repeater arbeiten.
Einphasiger Stromzähler mit zusätzlichen Steckmodulen zur Übertragung von Telemetriedaten
In beiden Fällen gibt es eine einheitliche Verbindung, die als Root-Hub fungiert und Daten für die Übertragung an das Versandzentrum transformiert. In der Regel handelt es sich um die Verwendung der vielen bekannten Ethernet-Schnittstelle, dh dieser Knoten gehört bereits zu den Internet-Technologien. Dieser Teil des Systems ist für die Kommunikation zwischen dem AMR und dem Server vorgesehen, auf dem die Remote-Dispatching-Software installiert ist. Ein PC, der sich direkt im Versorgungsbereich des Systems befindet, kann als Server verwendet werden. Die Datenübertragung zu einem Remote-Server wird ebenfalls praktiziert, für eine zuverlässige Verbindung ist jedoch ein Sicherungskanal erforderlich. Die Option „Cloud“ ist gut für den Zugriff von überall auf der Welt geeignet, während für das kabelgebundene Netzwerk die Installation zusätzlicher Geräte erforderlich ist.
Organisation eines Versandzentrums
Schwierigkeiten bei der gegenseitigen Integration von Zählern verschiedener Hersteller (und manchmal sogar einfach verschiedener Modelle) in AMR treten hauptsächlich in der Phase der Organisation der dritten Ebene des Systems auf – eines einzigen Versand- und Kontrollzentrums. Auf der physischen Ebene nimmt dieser Teil den äußersten Zweig der Topologie ein. Der PC kommuniziert mit den Hubs über einen RS-USB-Schnittstellenkonverter oder einen ähnlichen Server – über einen Switch, der als Teil des Kommunikationskomplexes installiert ist.
USB-RS485-Schnittstellenkonverter
Die meisten Probleme liegen in der benutzerdefinierten Software. Führende Marken von Stromzählern – „Energomera“, Nik, „Mercury“ – werden von Software-Verwaltungssystemen begleitet, die für den nichtkommerziellen Gebrauch kostenlos sind. Zum Zweck der Deunifizierung wurde jedoch so vorgegangen, dass nur dann alles ordnungsgemäß funktioniert, wenn alle Zähler im System nur von diesem Hersteller und vorzugsweise vom selben Modell stammen. Andernfalls müssen Sie offene Produkte und Betriebssystem-Tools ändern, jeden Teilnehmer einzeln verbinden und eine kontinuierliche Verwaltung durchführen.
Es ist besonders wichtig, dass bei Verwendung von proprietärer Software ein unbefugter Zugriff auf das System nicht möglich ist: Der Quellcode der Programme ist geschlossen und schwer zu knacken. Außerdem werden die Daten im Speicher der Zähler selbst gespeichert, der Server dupliziert und organisiert sie einfach. Der Speicher auf dem Messgerät ist vor dem Schreiben mit einem Kennwort geschützt, das während einer Remoteverbindung nicht geändert werden kann – es sind einfach keine erforderlichen Berechtigungen erforderlich. Für einen zuverlässigen Schutz vor Änderungen müssen Sie lediglich ein regelmäßiges Umschreiben der Datenbank einrichten. Was nicht weniger interessant ist, das System funktioniert „out of the box“ und ist einfach zu studieren, Sie müssen keine größeren Änderungen vornehmen, und daher ist keine perfekte Beherrschung des Bedieners in Programmier- und Betriebssystemverwaltungsfähigkeiten erforderlich.
Installation und Einstellung des Systems
Jeder ASKUE-Teilnehmer ist einzeln verbunden. Die für diesen Prozess verantwortliche Person muss über eine Excel-Datei mit der Verbraucherbasis verfügen. Diese Datenbank enthält den Namen und die Kontaktinformationen des Teilnehmers sowie das Modell und die Seriennummer des Messgeräts. Wenn das Messgerät über einen digitalen Telemetrieanschluss verfügt, notieren Sie die Adresse des Netzwerkgeräts. Wenn der Ausgang ein diskretes Signal ist, wird ein Sensor des entsprechenden Typs installiert, auf den die Netzwerkadresse manuell eingestellt und ebenfalls in die Datenbank eingegeben wird.
Das Messgerät oder ein darauf installierter Sensor ist über eine Kabelverbindung direkt mit dem Hub des Systems verbunden. Dafür ist das UART-Protokoll gut: Das Kabel kann von Teilnehmer zu Teilnehmer in einer Entfernung von bis zu einem Kilometer verlegt werden. Es ist nur wichtig, die Übertragungsgeschwindigkeit proportional zu reduzieren. Kommunikationsmethoden in AMR können kombiniert werden, indem beispielsweise entfernte Teilnehmergruppen über einen Funkpunkt oder über GSM verbunden werden. Am Ende entstehen nur zusätzliche Kosten für Geräte zur Kommunikation und Signalumwandlung sowie die Auswahl geeigneter Programmeinstellungen. Die Teilnehmerverbindungsmethode muss in die Basis im Feld Notizen eingegeben werden.
Parametrieren Sie das Messgerät vor der Installation: Setzen Sie die Einstellungen zurück, synchronisieren Sie die Echtzeituhr, erzeugen Sie den richtigen Signaltyp bei den Ausgangs- und Kommunikationseinstellungen – eine schrittweise Anleitung gemäß Benutzerhandbuch. Bei der Verwendung von Schnittstellenkonvertern müssen sie zuerst die Adresse gemäß der Netzwerktopologie einstellen, die Bedienungsanleitung studieren und die Kommunikationsparameter gemäß dem aktuellen Protokoll konfigurieren. Da der Kern des Systems dennoch über eine serielle Schnittstelle verbunden ist, können Sie jederzeit eine Verbindung herstellen. Aus diesem Grund können alle auf Kundenseite installierten Geräte zum Einstellen und Testen unter geeigneten Bedingungen auf dem Ständer vorinstalliert und dann fast vollständig montiert an den Installationsort übertragen werden. In der Datenbank des Administrationskomplexes müssen die Teilnehmerverbindungseinstellungen nicht geändert werden..
Die Kosten für die Umstellung auf automatisierte Buchhaltung
Es ist selten sinnvoll, sich unabhängig an der Installation und Anpassung von ASKUE zu beteiligen. In der Regel werden solche Projekte auf kooperativer Basis unter Einbeziehung eines Drittanbieters erstellt. Die Preise für Ausrüstung und Installation sind von Region zu Region unterschiedlich. Im Durchschnitt beträgt das Projektbudget 6 bis 10.000 Rubel pro Verbraucher. Es gibt einen signifikanten Unterschied in der Anzahl der Abonnenten: Je mehr es gibt, desto günstiger ist letztendlich auch die Dichte der Zählerplatzierung in der Region. Je komplexer die Netzwerkhierarchie ist, desto höher sind die Projektkosten..
Wir dürfen nicht vergessen, dass die anfänglichen Ausgaben fast immer nicht die einzige Investition sind. Wenn die Anzahl der Abonnenten mehr als 100 beträgt oder komplexe Kommunikationstopologien verwendet werden, müssen Sie für die Dienste eines Remote-Administrators bezahlen. Wenn GSM für die Kommunikation verwendet wird, muss der Teilnehmer für jede Kommunikationssitzung mit dem System bezahlen, was fast 50 CSD-Anfragen oder SMS pro Tag entspricht.
Wie erfolgt die Installation des Stromzählersystems ASKUE in SNT?