В хозяйственных объединениях и СНТ оплата за электроэнергию производится по единому счётчику, узлы же учёта потребителей не инспектируются, что даёт возможности для хищения электричества. Проблема решается организацией автоматического контроля за расходом энергоресурсов (АСКУЭ).
АСКУЭ: что это такое и как устроено
Аббревиатура АСКУЭ расшифровывается как автоматизированная система контроля и учёта энергоресурсов. По сути — это распределённый комплекс, состоящий из приборов учёта, которые передают информацию о работе системы в единый диспетчерский центр. На первый взгляд всё выглядит достаточно просто, однако в действительности работа системы обеспечивается серьёзными техническими средствами. Из-за этого организация АСКУЭ людьми, далёкими от электротехники и информационных технологий, вызывает многочисленные трудности.
Пример схемы АСКУЭ: 1 — компьютер с ПО; 2 — счётчик электроэнергии с интерфейсом RS-232/RS-485; 3 — адаптер PS-USB; 4 — концентратор; 5 — преобразователь интерфейса RS-485 в Ethernet; 6 — GSM-шлюз; 7 — GSM-модем
Объединённая система учёта не просто собирает данные о расходе электроэнергии, она имеет ряд специфических функций. Прежде всего — это работа в режиме реального времени: показания счётчиков передаются несколько раз в час, за счёт чего можно построить диаграммы потребления и более эффективно расходовать энергоресурсы, оптимизировать работу всей электросети.
Кроме того, АСКУЭ ведёт свою работу с высокой степенью прозрачности. Вся информация хранится в единой базе данных, доступ к которой открыт для всех пользователей. Даже больше: система позволяет вести удалённо не только учёт, но и управление узлами электросети. Это, в частности, позволяет отключать потребителей в случае несвоевременной оплаты или превышения лимита расхода, причём в полностью автоматическом режиме.
Диспетчерский центр системы АСКУЭ
Какие есть альтернативы
Если говорить о садоводческих товариществах и подобных хозяйственных объединениях, внедрение распределённой системы учёта — единственный способ действительно справедливо распределять оплату за электричество между потребителями. Возникает вопрос: а зачем организовывать именно АСКУЭ, если можно довольствоваться переносом узлов учёта из зоны непосредственного доступа потребителей? Ведь по затратам оба мероприятия примерно сопоставимы.
Первая и основная проблема — отсутствие организованной системы инспектирования узлов учёта. Нужно искать средства опломбирования, регулярно проводить обходы с проверками состояния установочных боксов и снимать показания счётчиков. И даже в таком случае возможности для хищения электроэнергии не исключаются полностью.
При использовании АСКУЭ не остаётся никаких лазеек для неучтённого потребления. Любой счётчик в сети практически мгновенно оповестит диспетчерский центр об изменениях в схеме подключения. Кроме того, постоянный контроль за параметрами сети позволит оценить естественные паразитные потери при транспортировке, что в конечном итоге введёт каждый киловатт под строгий отчёт.
Выбор и установка приборов учёта
Для работы в рамках АСКУЭ применяются счётчики электронного типа, преобразующие действующие в первичной цепи силу тока и напряжение в последовательность импульсов, подсчёт которых и определяет текущее потребление электроэнергии. Однако не каждый электронный счётчик обладает требуемым набором функций, в частности, важно наличие цифрового порта (телеметрического выхода) для подключения к устройствам передачи данных.
Пример счётчика с оптопортом и интерфейсом RS-485
Другой нюанс кроется в функционале счётчика. Если к АСКУЭ предъявляются требования по удалённому управлению, прибор учёта должен быть оснащён встроенным контактором. Также важна функция параметризации устройства для наладки взаимодействия с другими элементами системы. Последнее зависит от программного обеспечения, вшитого в контроллер и возможностей оного.
В простейшем случае может практиковаться дооснащение счётчиков специальными датчиками, считывающими число импульсов со светового индикатора или отслеживающими частоту оборота диска индукционных счётчиков. Однако такой подход не очень хорош с точки зрения унификации системы, к тому же датчики не позволяют вести удалённое управления энергопотреблением. Для кооперативной организации АСКУЭ наилучшим вариантом считается покупка однотипных счётчиков с необходимым набором функций.
Многофункциональный счётчик электроэнергии с коммуникационными интерфейсами: Ethernet, RS-232 и RS-485
На данный момент практически все электронные счётчики имеют телеметрический выход, поэтому внедрить в АСКУЭ получится даже те приборы учёта, которые уже установлены у потребителей. Но нужно помнить: попытки объединения разношёрстных счётчиков в единую сеть всегда чреваты проблемами с согласованием интерфейсов, кодированием сигнала и регистрацией показателей.
Устройства связи
Цифровые телеметрические порты счётчиков используют последовательный интерфейс RS-232 или RS-485 для передачи данных внешним устройствам, такие счётчики просто имеют встроенный преобразователь интерфейса. Тип сигнала «токовая петля» применяется реже и, как правило, его наличие обычно свидетельствует о возможности перехода на UART-интерфейсы путём ручной параметризации счётчика, в ином случае возможна передача через специальный адаптер. У самых простых счётчиков на выходе телеметрии сигнал дискретный — то есть попросту передаются частота и скважность импульсов счётного устройства.
Подключение счётчика к GSM-модему
Основная сложность организации системы связи в том, что каждый счётчик и каждый адаптер может формировать разные типы сигнала в зависимости от возможностей и настроек микроконтроллера. Проблем добавляет и тот факт, что изначально телеметрический порт используется для ручной конфигурации и съёма данных при индивидуальном подключении через преобразователь интерфейса, в то время как сбор и передача данных в АСКУЭ требует приведения всей сети к некому единому стандарту. Как правило, при числе счётчиков до 32 линию связи выполняют проводным RS-232, а при числе абонентов до 250 — RS-485. Таким образом, группа приборов объединяется одним коммутатором, использующим, к примеру, UART, если же в этой группе некоторые счётчики не поддерживают общий протокол — их подключают через преобразователи интерфейса. На рынке всё чаще можно встретить оборудование для передачи данных по силовым линиям.
Сети, использующие беспроводные способы передачи данных, имеют иную конфигурацию. Протоколы могут быть самыми разными: GSM, Wi-Fi, радиосвязь — во всех случаях приёмо-передатчик устанавливается индивидуально для каждого счётчика. Каждая точка связи сообщается с неким подобием базовой станции, причём модемы могут работать не только в режиме прямой передачи, но также как ретрансляторы.
Однофазный счётчик электроэнергии с дополнительно подключаемыми модулями для передачи телеметрической информации
В обоих случаях есть одно объединяющее звено, выполняющее функции корневого концентратора и преобразующее данные для их передачи в диспетчерский центр. Как правило, речь идёт об использовании привычного многим Ethernet интерфейса, то есть этот узел относится уже к интернет-технологиям. Данная часть системы предназначена для связи АСКУЭ с сервером, где установлено ПО удалённой диспетчеризации. В качестве сервера может использоваться ПК, расположенный непосредственно в зоне покрытия системы, также практикуется передача данных на удалённый сервер, но для надёжного подключения требуется резервный канал. «Облачный» вариант хорош возможностью доступа из любой точки Мира, в то время как проводная сеть требует установки дополнительного оборудования.
Организация диспетчерского центра
Трудности во взаимной интеграции в АСКУЭ счётчиков от разных производителей (а иногда даже просто отличающихся моделей) возникают в основном на этапе организации третьего уровня системы — единого центра диспетчеризации и управления. На физическом уровне эта часть занимает крайнее ответвление топологии, ПК связывается с концентраторами через преобразователь интерфейса RS-USB или подобный ему, сервер — посредством коммутатора, установленного как часть комплекса связи.
Преобразователь интерфейсов USB–RS485
Большинство проблем заключены в пользовательском ПО. Ведущие торговые марки электросчетчиков — «Энергомера», Nik, «Меркурий» — все сопровождаются программными комплексами администрирования, бесплатными для некоммерческого использования. Но в целях деунификации сделано так, что корректно всё будет работать, лишь если все счётчики в системе — только этого производителя и желательно одной модели. В ином случае приходится дорабатывать открытые продукты и средства операционной системы, подключать каждого абонента индивидуально и вести непрерывное администрирование.
Особенно важно, что при использовании фирменного ПО несанкционированное проникновение в систему невозможно: исходный код у программ закрыт и плохо поддаётся взлому, к тому же фактически данные хранятся в памяти самих счётчиков, сервер их просто дублирует и упорядочивает. Память на счётчике защищена от записи паролем, изменение которого невозможно при удалённом подключении — попросту нет нужных привилегий. Так что для надёжной защиты от внесения изменений достаточно просто настроить регулярную перезапись базы. Что не менее интересно, система работает «из коробки» и легко поддаётся изучению, каких либо серьёзных доработок делать не придётся, а потому совершенное владение оператором навыками программирования и администрирования ОС не требуется.
Монтаж и наладка системы
Каждый абонент АСКУЭ подключается в индивидуальном порядке. У лица, курирующего этот процесс, должен быть заведён Excel-файл с базой потребителей. В этой базе указываются имя и контактные данные абонента, а также модель и серийный номер счётчика. Если счётчик имеет цифровой телеметрический порт — нужно записать адрес сетевого устройства. Если на выходе дискретный сигнал — устанавливается датчик соответствующего типа, которому адрес сети задаётся вручную и также вносится в базу.
Счётчик или установленный на нём датчик подключаются к концентратору системы напрямую при проводной связи. Этим и хорош протокол UART: кабель можно прокладывать от абонента к абоненту на дистанции до километра, важно лишь пропорционально снизить скорость передачи. Способы связи в АСКУЭ можно комбинировать, например, подключая удалённые группы абонентов через радиоточку или по GSM. В конечном итоге все оборачивается только дополнительными затратами на оборудование для связи и преобразования сигнала, а также выбором соответствующих настроек программы. Способ подключения абонента обязательно заносится в базу в поле примечаний.
Перед установкой счётчика проводят его параметризацию: обнуляют настройки, синхронизируют часы реального времени, формируют корректный тип сигнала на выходе и настройки связи — пошаговая процедура согласно руководству пользователя. При использовании преобразователей интерфейсов им нужно предварительно установить адрес в соответствии с сетевой топологией, а также изучить инструкцию по эксплуатации и настроить параметры связи по действующему протоколу. Поскольку ядро системы всё-таки связано последовательным интерфейсом, подключиться к нему можно в любой точке. А потому всё оборудование, устанавливаемое на стороне потребителя, может быть предварительно установлено на стенд для наладки и теста в удобных условиях, а затем перенесено на место монтажа практически в сборе. В базе комплекса по администрированию настройки подключения абонента менять при этом не нужно.
Стоимость перехода на автоматизированный учёт
Самостоятельно заниматься монтажом и настройкой АСКУЭ имеет смысл крайне редко, обычно такие проекты создаются на кооперативной основе с привлечением стороннего подрядчика. Цены на оборудование и монтаж имеют региональные отличия, в среднем бюджет проекта составляет 6–10 тыс. рублей на каждого потребителя. Существенная разница есть в числе абонентов: чем их больше, тем в конечном итоге дешевле, также большое значение имеет плотность размещения счётчиков на местности. Стоимость проекта будет тем выше, чем сложнее иерархия сети.
Нельзя забывать, что первоначальные траты почти всегда — не единственное вложение. При числе абонентов более 100 или использовании сложных топологий связи потребуется оплачивать услуги удалённого администратора. Если для связи используется GSM — абоненту придётся оплачивать каждый сеанс связи с системой, а это почти 50 CSD запросов или СМС в сутки.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
