Installazione di un sistema di misurazione dell’elettricità ASKUE in SNT

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Nelle associazioni di imprese e SNT, il pagamento per l’elettricità viene effettuato in base a un singolo contatore, mentre le unità di misurazione del consumo non vengono ispezionate, il che consente di rubare l’elettricità. Il problema è risolto dall’organizzazione del controllo automatico sul consumo di risorse energetiche (ASKUE).

Installazione di un sistema di misurazione dell'elettricità ASKUE in SNT

CHIEDERE: cos’è e come funziona

L’abbreviazione ASKUE sta per un sistema automatizzato di controllo e contabilità delle risorse energetiche. In realtà, è un complesso distribuito costituito da dispositivi di misurazione che trasmettono informazioni sul funzionamento del sistema a un singolo centro di spedizione. A prima vista, tutto sembra abbastanza semplice, ma in realtà il funzionamento del sistema è fornito da seri mezzi tecnici. Per questo motivo, l’organizzazione di ASKUE da parte di persone lontane dall’ingegneria elettrica e dalla tecnologia dell’informazione causa numerose difficoltà..

Un esempio di uno schema ASKUE: 1 – computer con software; 2 – contatore elettrico con interfaccia RS-232 / RS-485; 3 – Adattatore PS-USB; 4 – hub; 5 – Convertitore da interfaccia RS-485 a Ethernet; 6 – Gateway GSM; 7 – Modem GSM

Il sistema di misurazione unificato non raccoglie solo dati sul consumo di energia, ma ha una serie di funzioni specifiche. Prima di tutto, funziona in tempo reale: le letture dei contatori vengono trasmesse più volte all’ora, grazie alla quale è possibile costruire diagrammi di consumo e utilizzare in modo più efficiente le risorse energetiche, ottimizzare il funzionamento dell’intera rete elettrica.

Inoltre, ASKUE svolge il proprio lavoro con un alto grado di trasparenza. Tutte le informazioni sono memorizzate in un unico database, il cui accesso è aperto a tutti gli utenti. Ancora di più: il sistema consente di controllare in remoto non solo l’account, ma anche di controllare i nodi della rete elettrica. Ciò, in particolare, consente di disconnettere i consumatori in caso di ritardo nel pagamento o superamento del limite di consumo e in modalità completamente automatica..

Centro di spedizione del sistema ASKUECentro di spedizione del sistema ASKUE

Quali sono le alternative

Quando si tratta di associazioni orticole e associazioni imprenditoriali simili, l’introduzione di un sistema di misurazione distribuito è l’unico modo per distribuire in modo equo le bollette dell’elettricità tra i consumatori. La domanda sorge spontanea: perché organizzare la resistenza antimicrobica, se si può accontentare di trasferire le unità di misurazione dalla zona di accesso diretto dei consumatori? Dopotutto, in termini di costi, entrambi gli eventi sono approssimativamente comparabili.

Il primo e principale problema è la mancanza di un sistema organizzato per l’ispezione delle unità di dosaggio. È necessario cercare mezzi per sigillare, eseguire regolarmente giri con controlli dello stato delle scatole di installazione e prendere le letture dei contatori. E anche allora, la possibilità di furto di elettricità non è completamente esclusa..

Contatori elettrici stradali

Quando si utilizza ASKUE, non ci sono scappatoie per il consumo non contabilizzato. Qualsiasi contatore nella rete avviserà quasi istantaneamente il centro di spedizione in merito alle modifiche nel diagramma di connessione. Inoltre, il costante monitoraggio dei parametri di rete consentirà di valutare le perdite parassitarie naturali durante il trasporto, che alla fine introdurrà ogni chilowatt sotto stretto rapporto..

Selezione e installazione dei dispositivi di misurazione

Per il lavoro nell’ambito di AMR, vengono utilizzati contatori elettronici che convertono la corrente e la tensione che agiscono nel circuito primario in una sequenza di impulsi, il cui calcolo determina il consumo di corrente dell’elettricità. Tuttavia, non tutti i contatori elettronici dispongono delle funzioni richieste, in particolare è importante disporre di una porta digitale (uscita di telemetria) per il collegamento ai dispositivi di trasmissione dati.

Contatore elettronico di elettricità con interfaccia RS-485Un esempio di misuratore con una porta ottica e interfaccia RS-485

Un’altra sfumatura risiede nella funzionalità contatore. Se i requisiti per il controllo remoto sono imposti su ASKUE, lo strumento deve essere dotato di un contattore incorporato. La funzione di parametrizzazione del dispositivo è importante anche per l’impostazione dell’interazione con altri elementi del sistema. Quest’ultimo dipende dal software incorporato nel controller e dalle sue capacità.

Nel caso più semplice, può essere praticato il retrofit dei misuratori con sensori speciali che leggono il numero di impulsi da un indicatore luminoso o monitorano la frequenza di rotazione del disco dei misuratori di induzione. Tuttavia, questo approccio non è molto valido dal punto di vista dell’unificazione del sistema; inoltre, i sensori non consentono il controllo remoto del consumo di energia. Per un’organizzazione cooperativa ASKUE, l’opzione migliore è l’acquisto dello stesso tipo di contatori con l’insieme necessario di funzioni..

Contatore elettrico multifunzione con interfacce di comunicazione: Ethernet, RS-232 e RS-485Contatore elettrico multifunzione con interfacce di comunicazione: Ethernet, RS-232 e RS-485

Al momento, quasi tutti i contatori elettronici hanno un’uscita telemetrica, quindi anche i dispositivi di misurazione che sono già stati installati dai consumatori potranno essere introdotti nell’AMR. Ma devi ricordare: i tentativi di combinare contatori diversi in una singola rete sono sempre carichi di problemi con il coordinamento dell’interfaccia, la codifica dei segnali e la registrazione degli indicatori.

Dispositivi di comunicazione

Le porte di telemetria digitale dei misuratori utilizzano l’interfaccia seriale RS-232 o RS-485 per trasmettere dati a dispositivi esterni; tali misuratori hanno semplicemente un convertitore di interfaccia incorporato. Il tipo di segnale “loop di corrente” viene utilizzato meno spesso e, di norma, la sua presenza di solito indica la possibilità di passare alle interfacce UART mediante parametrizzazione manuale del misuratore, altrimenti è possibile la trasmissione tramite un adattatore speciale. Per i contatori più semplici, l’uscita di telemetria ha un segnale discreto, ovvero la frequenza e il ciclo di lavoro degli impulsi del dispositivo di conteggio vengono semplicemente trasmessi.

Connessione del contatore al modem GSMConnessione del contatore al modem GSM

La principale difficoltà nell’organizzazione di un sistema di comunicazione è che ogni contatore e ciascun adattatore possono generare diversi tipi di segnali, a seconda delle capacità e delle impostazioni del microcontrollore. Il problema si aggiunge anche al fatto che inizialmente la porta di telemetria viene utilizzata per la configurazione manuale e il recupero dei dati con una singola connessione tramite un convertitore di interfaccia, mentre la raccolta e la trasmissione dei dati all’AMR richiedono di portare l’intera rete a un certo standard unificato. Di norma, con il numero di metri fino a 32, la linea di comunicazione viene eseguita via cavo RS-232 e con il numero di abbonati fino a 250 – RS-485. Pertanto, un gruppo di dispositivi è unito da uno switch utilizzando, ad esempio, UART, ma se alcuni misuratori in questo gruppo non supportano un protocollo comune, sono collegati tramite convertitori di interfaccia. Sul mercato, è possibile trovare sempre più apparecchiature per la trasmissione di dati su linee elettriche.

Le reti wireless sono configurate diversamente. I protocolli possono essere molto diversi: GSM, Wi-Fi, radiocomunicazione: in ogni caso, il ricetrasmettitore viene installato singolarmente per ogni contatore. Ogni punto di comunicazione comunica con un tipo di stazione base e i modem possono funzionare non solo in modalità di trasmissione diretta, ma anche come ripetitori.

Contatore elettrico Contatore elettrico monofase con moduli plug-in aggiuntivi per la trasmissione di informazioni di telemetria

In entrambi i casi, esiste un collegamento unificante che funge da hub principale e trasforma i dati per la trasmissione al centro di spedizione. Di norma, stiamo parlando dell’utilizzo dell’interfaccia Ethernet familiare a molti, ovvero questo nodo appartiene già alle tecnologie Internet. Questa parte del sistema è destinata alla comunicazione tra l’AMR e il server su cui è installato il software di dispacciamento remoto. Un PC situato direttamente nell’area di copertura del sistema può essere utilizzato come server; viene anche praticato il trasferimento dei dati a un server remoto, ma è necessario un canale di backup per una connessione affidabile. L’opzione “cloud” è buona per la possibilità di accedere da qualsiasi parte del mondo, mentre la rete cablata richiede l’installazione di apparecchiature aggiuntive.

Organizzazione di un centro di spedizione

Le difficoltà di integrazione reciproca dei contatori di diversi produttori (e talvolta anche semplicemente di modelli diversi) in AMR appaiono principalmente nella fase di organizzazione del terzo livello del sistema: un unico centro di dispacciamento e controllo. A livello fisico, questa parte occupa il ramo estremo della topologia, il PC comunica con gli hub tramite un convertitore di interfaccia RS-USB o simile, il server – attraverso uno switch installato come parte del complesso di comunicazione.

Convertitore di interfaccia USB-RS485Convertitore di interfaccia USB-RS485

La maggior parte dei problemi riguarda il software personalizzato. I principali marchi di contatori elettrici – “Energomera”, Nik, “Mercury” – sono tutti accompagnati da sistemi di amministrazione del software, gratuiti per uso non commerciale. Ma ai fini della deunificazione, è stato fatto in modo che tutto funzioni correttamente solo se tutti i contatori nel sistema sono solo di questo produttore e preferibilmente dello stesso modello. Altrimenti, è necessario modificare i prodotti aperti e gli strumenti del sistema operativo, collegare ciascun abbonato singolarmente e condurre un’amministrazione continua.

È particolarmente importante che quando si utilizza un software proprietario, l’accesso non autorizzato al sistema sia impossibile: il codice sorgente dei programmi è chiuso e difficile da decifrare, inoltre, infatti, i dati sono memorizzati nella memoria dei contatori stessi, il server semplicemente duplica e li organizza. La memoria del misuratore è protetta dalla scrittura con una password, che non può essere modificata durante una connessione remota – semplicemente non ci sono privilegi necessari. Pertanto, per una protezione affidabile contro le modifiche, è sufficiente impostare una riscrittura regolare del database. Ciò che non è meno interessante, il sistema funziona “out of the box” ed è facile da studiare, non è necessario apportare modifiche importanti, quindi non è necessario il perfetto comando dell’operatore nelle capacità di programmazione e amministrazione del sistema operativo.

Installazione e regolazione del sistema

Ogni abbonato ASKUE è collegato singolarmente. Il responsabile di questo processo deve disporre di un file Excel con la base di consumatori. Questo database contiene il nome e le informazioni di contatto dell’abbonato, nonché il modello e il numero di serie del contatore. Se lo strumento dispone di una porta di telemetria digitale, registrare l’indirizzo del dispositivo di rete. Se l’uscita è un segnale discreto, viene installato un sensore del tipo corrispondente, sul quale l’indirizzo di rete viene impostato manualmente e inserito anche nel database.

Il misuratore o un sensore installato su di esso è collegato direttamente all’hub del sistema tramite una connessione cablata. Ecco a cosa serve il protocollo UART: il cavo può essere posato dall’abbonato all’abbonato a una distanza massima di un chilometro, è importante solo ridurre proporzionalmente la velocità di trasmissione. I metodi di comunicazione in AMR possono essere combinati, ad esempio, collegando gruppi di abbonati remoti tramite un punto radio o via GSM. Alla fine, tutto si trasforma in solo costi aggiuntivi per le apparecchiature per la comunicazione e la conversione del segnale, nonché la scelta delle impostazioni del programma appropriate. Il metodo di connessione dell’abbonato deve essere inserito nella base nel campo delle note.

Sistema ASKUE

Prima di installare il misuratore, parametrizzarlo: ripristinare le impostazioni, sincronizzare l’orologio in tempo reale, generare il tipo corretto di segnale sulle impostazioni di uscita e comunicazione – una procedura passo-passo secondo il manuale dell’utente. Quando si utilizzano i convertitori di interfaccia, devono prima impostare l’indirizzo secondo la topologia di rete, nonché studiare le istruzioni operative e configurare i parametri di comunicazione secondo il protocollo corrente. Poiché il nucleo del sistema è comunque collegato tramite un’interfaccia seriale, è possibile connettersi ad esso in qualsiasi momento. Questo è il motivo per cui tutte le apparecchiature installate sul lato del cliente possono essere preinstallate sul cavalletto per essere regolate e testate in condizioni convenienti e poi trasferite sul luogo di installazione quasi completamente assemblate. Nel database del complesso amministrativo, non è necessario modificare le impostazioni di connessione dell’abbonato..

Il costo del passaggio alla contabilità automatizzata

Raramente ha senso impegnarsi autonomamente nell’installazione e nell’adeguamento di ASKUE, di solito tali progetti vengono creati su base cooperativa con il coinvolgimento di un appaltatore terzo. I prezzi per le apparecchiature e l’installazione differiscono da regione a regione, in media il budget del progetto è di 6-10 mila rubli per ogni consumatore. Vi è una differenza significativa nel numero di abbonati: più ci sono, in definitiva più economici, e anche la densità del posizionamento dei contatori nell’area è di grande importanza. Più complessa è la gerarchia di rete, maggiore è il costo del progetto..

Non dobbiamo dimenticare che le spese iniziali non sono quasi sempre l’unico investimento. Se il numero di abbonati è superiore a 100 o utilizza topologie di comunicazione complesse, dovrai pagare per i servizi di un amministratore remoto. Se si utilizza il GSM per la comunicazione, l’abbonato dovrà pagare per ogni sessione di comunicazione con il sistema, che è quasi 50 richieste CSD o SMS al giorno.

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