Опыт реализации системы учета энергопотребления АО «Уралэлектромедь»

В на­сто­я­щее вре­мя в АО «Ура­л-­э­лек­тро­медь» (г. Вер­х­няя Пышма Свер­длов­с­кой обл.) за­кан­чи­ва­ют­ся ра­бо­ты по пус­ку вто­рой оче­ре­ди ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ной сис­те­мы кон­тро­ля и уче­та элек­тро­пот­реб­ле­ния (АС­КУЭ). Пер­вая оче­редь бы­ла при­ня­та в эк­сплу­а­та­цию в ян­ва­ре 1996 го­да и ус­той­чи­во ра­бо­та­ет. Сис­те­ма пос­тро­е­на на ус­трой­ст­вах сбо­ра дан­ных (УСД), раз­ра­бо­тан­ных фир­мой «Про­софт-Е».

Ос­нов­ные тре­бо­ва­ния

В тен­де­ре по со­зда­нию АС­КУЭ для АО «Ура­лэ­лек­тро­медь» учас­тво­ва­ло пять фирм, кро­ме то­го, за­каз­чи­ком рас­смат­ри­ва­лись ва­ри­ан­ты пос­тро­е­ния АС­КУЭ на ос­но­ве из­вес­т­ных УСД «Ло­ги­ка», КТС «ТОК», «Пчел­ка» и дру­гих.

Ус­ло­вия, ко­то­рые по­ста­вил за­каз­чик, бы­ли весь­ма жес­т­кие.

1. Ус­трой­ст­во до­лж­но ра­бо­тать в хо­лод­ных не­об­слу­жи­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях (ра­бо­чий ди­а­па­зон тем­пе­ра­тур от -40°С до +50°С).
2. Не­об­хо­ди­мо обес­пе­чить над­еж­ную ра­бо­ту УСД в ус­ло­ви­ях мощ­ных внеш­них по­мех (ду­го­вые пе­чи, тирис­тор­ные пе­ре­клю­ча­те­ли, мощ­ное обо­ру­до­ва­ние) и не­ста­биль­нос­ти пи­та­ния (рез­кие скач­ки на­пря­же­ния, крат­ков­ре­мен­ное про­па­да­ние как ос­нов­но­го, так и ре­зер­вно­го пи­та­ния), встро­ен­ные ча­сы в свя­зи с этим до­лж­ны быть энер­го­не­за­ви­си­мы­ми.
3. До­пус­ти­мая пог­реш­ность УСД, оп­ре­де­ля­е­мая пог­реш­ностью встро­ен­ных ча­сов, не бо­лее 0,01% (2,4 се­кун­ды за сут­ки).
4. Объ­ем за­по­ми­на­е­мой в энер­го­не­за­ви­си­мой па­мя­ти ин­фор­ма­ции по каж­до­му ка­на­лу – 30 су­ток.
5. Меж­по­ве­роч­ный срок – 6 лет, кро­ме то­го, каж­дый УСД до­лжен про­хо­дить мет­ро­ло­ги­чес­кую ат­тес­та­цию в Ураль­с­ком НИИ мет­ро­ло­гии и иметь га­ран­тию УНИ­ИМ 6 лет.

Ус­ло­вия эк­сплу­а­та­ции сис­те­мы уче­та на АО «Ура­лэ­лек­тро­медь» ха­рак­тер­ны для боль­шин­ст­ва круп­ных пред­при­ятий Ура­ла и Си­би­ри. АО «Ура­лэ­лек­тро­медь» име­ет слож­ные уз­лы ин­же­нер­ных се­тей и ком­му­ни­ка­ций, со­еди­ня­ю­щие це­ха и учас­т­ки с ис­точ­ни­ка­ми энер­го­снаб­же­ния. Про­тя­жен­ность ком­му­ни­ка­ций бо­лее 15 км.

До­пол­ни­тель­ное тре­бо­ва­ние за­каз­чи­ка: УСД и че­рез пять лет до­лж­но от­ве­чать со­вре­мен­ным тре­бо­ва­ни­ям. В оп­ре­де­лен­ной ме­ре имен­но это тре­бо­ва­ние по­мог­ло вы­иг­рать тен­дер.

Пе­ред раз­ра­бот­чи­ка­ми сто­я­ла ти­по­вая в на­сто­я­щее вре­мя за­да­ча — со­з­дать кон­ку­рен­тос­по­соб­ный про­дукт, то есть обес­пе­чить луч­шие па­ра­мет­ры по срав­не­нию с па­ра­мет­ра­ми из­вес­т­ных УСД при со­из­ме­ри­мой сто­и­мос­ти. Путь ре­ше­ния был вы­бран в со­от­вет­ст­вии с при­ня­той на­ми тех­ни­чес­кой по­ли­ти­кой – ис­поль­зо­вать, где воз­мож­но, вы­со­ко­на­деж­ные со­вре­мен­ные мо­ду­ли за­пад­но­го про­из­вод­ст­ва, а там, где це­ле­со­об­раз­но, — мо­ду­ли со­бствен­ной раз­ра­бот­ки.

В ос­но­ву иде­о­ло­гии УСД бы­ли по­ложе­ны мак­си­маль­ный объем за­по­ми­на­е­мой ин­фор­ма­ции, циф­ро­вая филь­тра­ция сиг­на­лов для уве­ли­че­ния точ­нос­ти из­ме­ре­ний, до­сти­же­ние мак­си­маль­ной над­еж­нос­ти и со­от­вет­ст­вия меж­ду­на­род­ным стан­дар­там, фун­кци­о­наль­ная пол­но­та и гиб­кость, воз­мож­ность ис­поль­зо­вать раз­ра­бо­тан­ный УСД как ба­зо­вый при со­зда­нии мо­ди­фи­ка­ций для кон­тро­ля и уче­та дру­гих энер­го­но­си­те­лей: го­ря­чая и хо­лод­ная во­да, теп­ло, газ, пар и др.

УСД

УСД пред­на­зна­ча­ет­ся для ис­поль­зо­ва­ния в со­ста­ве ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ных сис­тем кон­тро­ля и уче­та рег­ла­мен­тиру­е­мых по­ка­за­те­лей ре­жи­мов элек­тро­по­треб­ле­ния.  УСД мо­жет быть ис­поль­зо­вано в со­ста­ве сис­тем кон­тро­ля и уче­та дру­гих энер­го­но­си­те­лей.

Ус­трой­ст­во сбо­ра дан­ных вы­пол­ня­ет сле­ду­ю­щие фун­к­ции:

• сбор ин­фор­ма­ции с 64 пер­вич­ных дат­чи­ков (им­пуль­с­ные сиг­на­лы со счет­чи­ков элек­тро­э­нер­гии и те­ле­сиг­на­лы ти­па «су­хой кон­такт»);
• на­коп­ле­ние ин­фор­ма­ции в энер­го­не­за­ви­си­мой па­мя­ти для пос­ле­ду­ю­щей пе­ре­да­чи дис­пет­чер­ско­му компь­ю-те­ру в фо­но­вом ре­жи­ме. Пе­ре­да­ча на­коп­лен­ной ин­фор­ма­ции с кон­тро­лем ее до­сто­вер­нос­ти про­из­во­дит­ся по пос­-ле­до­ва­тель­но­му ин­тер­фей­су RS-485 или по те­ле­фон­но­му мо­де­му; 
• раз­де­ле­ние на­кап­ли­ва­е­мой ин­фор­ма­ции на 3-ми­нут­ные и 30-ми­нут­ные ин­тер­ва­лы вре­ме­ни;
• обес­пе­че­ние ра­бо­то­спо­соб­нос­ти при от­клю­че­нии и пов­тор­ном вклю­че­нии элек­тро­пи­та­ния без вме­ша­тель­ст­ва об­слу­жи­ва­ю­ще­го пер­со­на­ла;

В со­став УСД вхо­дят два бло­ка — ос­нов­ной и крос­со­вый (рис.1), а так­же мон­таж­ная ра­ма, на ко­то­рой они кре­пят­ся. Оба бло­ка раз­ме­ще­ны в пы­ле­брыз­го­за­щи­щен­ных кор­пу­сах. Бло­ки свя­за­ны меж­ду со­бой разъем­ны­ми ка­бель­ны­ми со­еди­не­ни­я­ми, что поз­во­ля­ет в слу­чае не­об­хо­ди­мос­ти за­ме­нять их не­за­ви­си­мо друг от дру­га. В ос­нов­ном бло­ке ис­поль­зу­ют­ся мо­ду­ли се­рии MicroPC и модули собственной разработки (мо­ду­ли свя­зи с дат­чи­ка­ми, тес­то­вый гене­ра­тор, ог­ра­ни­чи­тель на­пря­же­ния для RS-485). Крос­со­вый блок пред­на­зна­чен для под­во­да ли­ний свя­зи со счет­чи­ков и пи­та­ния. Про­грам­мное обес­пе­че­ние на­пи­са­но на Ас­сем­бле­ре. Бы­ли про­ве­де­ны тер­мо­ис­пы­та­ния УСД в рас­ши­рен­ном ди­а­па­зо­не тем­пе­ра­тур от -50°С до +60°С. Как и тре­бо­ва­лось, каж­дый УСД про­­хо­дит мет­ро­ло­ги­чес­кую ат­тес­та­цию в УНИ­ИМ.

Сис­те­ма уче­та

Ар­хи­тек­ту­ра АС­КУЭ име­ет два уров­ня.

1. Вер­х­ний — два дис­пет­чер­с­ких компь­юте­ра, объ­еди­не­нных в оп­то­во­ло­кон­ную сеть пред­при­ятия. 
2. Ни­жний уро­вень — шес­т­­над­цать УСД, вхо­ды ко­­то­рых под­клю­че­ны к те­ле­мет­ри­чес­ким вы­хо­дам 382 счет­чи­ков элек­три­чес­кой энер­гии.

Про­грам­ма  энер­го­у­че­та, ус­та­нав­ли­ва­е­мая на дис­пет­чер­с­ких компь­юте­рах, на­пи­са­на под ру­ко­вод­ст­вом д.т.н. проф­ес­со­ра Г.С. Хро­ну­со­ва и уже ра­бо­та­ет на ря­де круп­ных про­мыш­лен­ных пред­при­я-тий. Связь УСД с дис­пет­чер­ски­ми компьюте­ра­ми обес­пе­чи­ва­ет­ся по RS-485 или по те­ле­фон­но­му мо­де­му (V.22bis). Струк­ту­ра сис­те­мы при­ве­де­на на рис. 2.

Ри­сун­ки 3 - 6 по­ка­зы­ва­ют раз­лич­ные фор­мы и гра­фи­ки, ото­бра­жа­ю­щи­е­ся на эк­ра­не дис­п­лея. В дис­пет­чер­с­кий компь­ютер ус­та­нав­ли­ва­ет­ся мо­дуль фир­мы Ad­vantech PCL-745B (два пор­та RS-485, с галь­ва­ни­чес­кой раз­вяз­кой) и один или не­сколь­ко мо­де­мов. Ис­поль­зо­ва­ние для свя­зи УСД с дис­пет­чер­с­ким компь­юте­ром то­по­ло­гии се­ти ти­па «об­щая ши­на» (RS-485) пред­поч­ти­тель­нее, чем то­по­ло­гии ти­па «звез­да» (то­ко­вая пет­ля или RS-422), так как при­во­дит к зна­чи­тель­но­му со­кра­ще­нию за­трат на ус­та­нов­ку се­ти.




Ре­зуль­та­ты эк­сплу­а­та­ции пер­вой оче­ре­ди АС­КУЭ пол­ностью удов­лет­во­ря­ют тре­бо­ва­ни­ям за­каз­чи­ка и поз­во­ля­ют ре­ко­мен­до­вать со­здан­ную сис­те­му АС­КУЭ как ти­по­вую для раз­лич­ных пред­при­ятий, а так­же для раз­лич­ных ви­дов энер­го­но­си­те­лей.

Кол­лек­тив раз­ра­бот­чи­ков вы­ра­жа­ет бла­го­дар­ность Г.С. Хро­ну­со­ву за пос­та­нов­ку за­да­чи и ку­ри­ро­ва­ние при раз­ра­бот­ке УСД. ●

В.Н. Махов — генеральный директор фирмы «Прософт-Е» (г. Екатеринбург), к.т.н.
А.С. Распутин — ведущий инженер фирмы «Прософт-Е»

© СТА-ПРЕСС, 2025

Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!