Удаленное считывание данных мусоровозами

По мере продвижения грузовика от дома к дому трансивер «опрашивает» счетчики, оказавшиеся в радиусе его действия. В ответ каждый прибор учета передает данные о потребленной энергии вместе с собственным идентификационным номером. Обмен информацией занимает около секунды. Время, необходимое для передачи данных, имеет большое значение, поскольку обмен информацией должен осуществляться не только во время стоянок мусоровоза, но и в процессе движения.

Фактор времени учитывался на начальном этапе разработки проекта, поскольку необходимым условием его реализации было то, что система сбора данных не должна влиять на инфраструктуру, а только подстроиться под нее.

Для обеспечения эффективной работы системы теплосчетчики должны были получать питание от электрической сети. Это связано с тем, что автономный прибор, получающий питание от батарейки, основную часть времени находится в режиме экономии питания. На то, чтобы «проснуться» - начать передачу данных по радио, - необходимо некоторое время, за которое мусоровоз может отъехать слишком далеко.

Радиомодуль, интегрированный в счетчик, в течение короткого отрезка времени передает данные на RF-концентратор. Мощность посылаемого им радиосигнала не превышает 10 мВт и сравнима с мощностью сигнала пульта дистанционного управления телевизором и примерно в 200 раз ниже мощности сигнала мобильного телефона.

Концентратор, расположенный в кабине грузовика, может одновременно считывать данные с 200 приборов учета. В случае получения данных с приборов, не включенных в состав системы, их показания будут исключены из общей базы на основании индивидуальных идентификационных номеров приборов. В автоматическом режиме это будет сделано программным обеспечением диспетчерского пункта. Приборы учета, информация с которых была успешно передана на концентратор, остаются недоступными для повторного считывания в течение получаса. Это защита от повторного считывания на случай, если грузовик дважды проедет мимо одного и того же объекта в течение короткого промежутка времени.

Емкость трансивера, расположенного в кабине грузовика, - 2800 считываний (столько счетчиков мусорный грузовик объезжает примерно за четыре рабочих дня). Емкость архива более чем достаточна, учитывая, что ежедневно в 20 ч., получив специальный сигнал с диспетчерского пункта, трансивер передает показания приборов в центральную базу данных. Такой сигнал генерируется автоматически с использованием программного обеспечения диспетчерского терминала и передается с помощью GSM мастер-модема в заданное время.

Стандартный пакет данных, передаваемый каждым прибором учета, содержит, помимо информации о потребленной энергии на момент передачи, данные о потреблении энергии на отчетную дату. Отчетная дата определяется управляющей компанией. По умолчанию это последний день каждого месяца (за одну секунду до полуночи). Данные на отчетную дату используются для выставления счетов потребителям, анализа, прогноза и оптимизации производства энергии. Таким образом, отчетная дата служит контрольной временной точкой, гарантирующей своевременное и точное выставление счетов за прошедший месяц, вне зависимости от графика движения грузовиков. Данные о потреблении энергии в реальном времени (данные на момент передачи) используются для анализа и оптимизации поставок тепловой энергии абонентам.

С момента внедрения системы программное обеспечение каждого мобильного концентратора было обновлено, по крайней мере, единожды посредством передачи данных по GSM.

Обновление до полномасштабной радиосети

Радиомодули в составе счетчиков энергии функционально способны исполнять роль радиороутера, т.е. принимать и передавать данные от любого другого прибора учета в сети передачи данных. В г. Оденсе этого не требуется, поскольку техническое решение, примененное здесь, подразумевает прямую передачу данных каждым прибором на трансивер, когда тот перемещается в непосредственной близости в кабине грузовика-мусоровоза. Однако технические возможности позволят в дальнейшем построить полноценную радиосеть на базе уже установленного измерительного оборудования. Для перехода на полностью автоматический режим считывания данных необходимо будет только дистанционное обновление программного обеспечения.

Радиомодуль каждого счетчика при выполнении функции роутера способен одновременно обмениваться данными с 70 приборами учета и быть частью системы, включающей до 300 счетчиков. Таким образом, стационарный концентратор возможно установить, даже если часть счетчиков в составе системы находится слишком далеко от него для прямого обмена данными. передвижной радиосистема счетчик коммуникация

Полномасштабная радиосеть предоставляет широчайшие возможности для передачи данных и обеспечивает абсолютную их сохранность; опрос счетчиков в такой системе возможно производить в любое время и сколь угодно часто, оперировать всеми данными потребления или их частью в зависимости от необходимости.

Требуемая периодичность считывания данных в г. Оденсе - один раз в месяц. Грузовики- мусоровозы, объезжающие каждое домовладение один раз в 14 дней, легко справляются с этой потребностью. Даже если по какой-то причине в течение первого за месяц посещения данные со счетчика считать не удалось, это будет сделано во время следующего «контакта» - через две недели (рис. 3). Так достигается высочайшая эффективность сбора данных.

Система сбора данных в г. Оденсе является масштабируемой. Это значит, что количество точек учета в сети может расширяться бесконечно без ущерба для производительности. По нашему мнению, для построения системы с такими характеристиками использование радиосвязи является оптимальным решением. Наряду с ручным считыванием, сбором данных с помощью портативного терминала или компьютера, различными решениями радиосбора информации существует возможность удаленного считывания с использованием PLC-технологии (Power Line Communication). В этом случае данные передаются через электросети. Но, как правило, мы не рекомендуем использовать технологию PLC, несмотря на наличие продукции собственной разработки для работы по этой технологии. Это связано с недостаточным уровнем защиты данных при передаче по электросетям. Например, в случае отключения или даже короткого перебоя в электроснабжении данные будут потеряны. Высокая нагрузка сети сужает полосу для передачи данных.

С начала реализации проекта контрольная группа приборов из 2035 теплосчетчиков была под особым контролем специалистов компании-производителя узлов учета тепловой энергии, и эта группа приборов использовалась для оптимизации работы системы и исключения неполадок. Из всей контрольной группы приборов устойчивой связи не удалось наладить с 19 счетчиками.

Выяснилось, что теплосчетчики, не вышедшие на связь, установлены в крупных зданиях: школах, общественных учреждениях. В каждом случае причиной отсутствия устойчивой связи с теплосчетчиками послужила удаленность приборов от трансивера, расположенного в кабине грузовика.

Поставщиком системы в сотрудничестве со специалистами теплоснабжающей компании были разработаны меры по разрешению возникших технических сложностей со связью:

¦ использование внешней антенны для улучшения качества и дальности действия радиосигнала;

¦ оснащение каждого прибора собственным GSM-модулем;

¦ размещение статичного концентратора между счетчиком и маршрутом грузовика-мусоровоза.

Комбинированная радиосистема

Проект «Решение с мусоровозами» для сбора данных приборов учета быстро набирает популярность. В настоящее время подобный проект реализуется в еще одном датском городе - Эсбьерг. Здесь в радиосеть включены 40000 узлов учета воды и тепловой энергии. Очевидной перспективой развития такой сети является включение в единую автоматическую систему считывания приборов учета всех типов ресурсов.

Однако для учета электроэнергии не подходит решение с периодическим считыванием данных (например, 2 раза в месяц, как в г. Оденсе). Поставщику важно получать данные электросчетчиков с более короткими временными промежутками между считыванием. Поэтому комбинированная радиосеть должна представлять собой полностью автоматическую систему. Такой проект реализован в гг. Роскилле и Хилле- род (расположенных рядом с Копенгагеном, Дания).

Как показывает европейский опыт эксплуатации, системные решения, построенные на основе радиосвязи, требуют минимальных эксплуатационных расходов. В большинстве случаев инвестиции в оборудование и построение системы возвращаются в течение восьми лет. Невысокая эксплуатационная стоимость обусловлена отсутствием затрат, связанных со считыванием данных с приборов учета.

Помимо прямой финансовой выгоды, предприятие тепловых сетей Fjernvarme Fyn получило значительно более полную картину потребления энергии в отдельно взятом доме. Это позволило повысить уровень обслуживания и консультирования клиентов по вопросам энергосбережения. Удалось существенно сократить количество проблем, связанных с неравномерным распределением нагрузок тепловой сети. Более точные статистические данные и знание реальной потребности абонентов в тепловой энергии позволили значительно эффективнее управлять нагрузками.

От сбора до анализа данных

Автоматические системы учета ресурсов - важнейший инструмент для распределения энергии и контроля за ее расходом. Время и материальные средства, которые ранее тратились на сбор данных приборов учета, теперь можно перенаправить на новые цели. Тем более что задачи, которые ставятся потребителями и властями перед генерирующими и энергоснабжающими компаниями, становятся все сложнее. Уже сейчас предприятия, работающие в сфере централизованного теплоснабжения европейских стран, обязаны не только обеспечить надежное поступление энергии потребителям, но и выстроить производство с учетом политики, направленной на снижение выбросов в атмосферу CO2. Поэтому повышение энергоэффективности - одна из ключевых задач любой современной энергоснабжающей компании, планирующей оставаться конкурентоспособной на рынке тепловой энергии. Мотивирование собственных клиентов к энергосбережению - неотъемлемая составляющая стратегии таких предприятий. Но невозможно достигнуть этого без построения четкой системы учета потребления энергоресурсов.

Размещено на Allbest.ru