Метрологическое обеспечение измерительных систем (стр. 12 )

При занесении информации в остальные поля (кроме поля “тип СИ”, хранящего простой атрибут) используют такой же синтаксис, например, поле “измеряемая величина, для которой нормируется МХ” для погрешности измерений переменного напряжения будет содержать значение “U~”, для погрешности измерений постоянного тока – “I–“, поле “диапазон, в котором нормирована МХ” будет содержать “0:100E-3” и т. п.

Предложенный методологический подход к разработке МВИ с применением АИИС больших промышленных объектов, заключающийся в представлении структуры АИИС в виде реляционной базы данных (БД), а методов измерений и измерительных процедур - в виде набора программ, взаимодействующих с этой БД. позволяет существенно снизить затраты интеллектуальных ресурсов на разработку и свести к минимуму вероятность ошибок при формировании многочисленных отчетных материалов, сопровождающих МВИ.

Авторы

– начальник сектора “Системы и приборы измерений температуры”, ФГУП “СНИИМ”

Тел. [phone] *****@***

– начальник сектора “Метрологическое обеспечение систем учета электрической энергии”, ФГУП “СНИИМ”

Тел. [phone], *****@***

– студент СГГА, *****@***

Шейнин Эрих Моисеевич – начальник отдела “Метрологическое обеспечение измерительных систем в энергетике”, ФГУП “СНИИМ”, к. т.н.

Тел. [phone], *****@***

Автоматизированные
информационно-измерительные системы
в жилищно-коммунальном секторе

Эволюция систем учета

В последние годы электрическая энергия из практически бесплатного атрибута социалистической экономики переходит в категорию товара. Мистические сказания о порядке учёта заменяются правилами и регламентами. Бурное развитие микропроцессорной техники, её внедрение во все сферы жизни и производства делают неизбежным и постоянное изменение технологий учёта электрической энергии.

ООО “СКБ АМРИТА” было создано в годы становления автоматизированных систем учета электрической энергии и развивается вместе с развитием этих систем, развитием технологий учета, развитием и расширением рынка электрической энергии.

В своём развитии автоматизированные информационно-измери-тельные системы прошли множество этапов развития, на некоторые из которых хочется акцентировать внимание.

Учет электрической энергии до появления автоматизированных систем учета

На протяжении многих десятилетий процесс учёта электрической энергии сводился к мерному вращению дисков индукционных счетчиков, плавному нарастанию их показаний. Персонал предприятия периодически заносил их показания в журналы. Из этих записей формировались необходимые документы.

К основным недостаткам этого способа учёта можно отнести:

– большие минимальные периоды получения данных (от нескольких раз в сутки, до нескольких раз в месяц);

– значительные погрешности учёта связанные с невозможностью одновременного снятия показаний и невозможностью их привязки к единому времени;

– неизбежное влияние человеческого фактора (острота зрения, обязательность при снятии показаний и их обработке);

– невозможность ведения учёта по зонам суток.

Первые автоматизированные системы учета электрической энергии

Первые попытки создания автоматизированных систем учёта электрической энергии связаны с появлением в СССР относительно доступных ЭВМ. Дороговизна последних делала возможным создание систем учёта только для крупных промышленных предприятий.

Решение задачи по созданию автоматизированной системы выглядело следующим образом:

– оснащение индукционных счетчиков электрической энергии датчиками оборотов;

– создание устройств, способных вести подсчёт поступающих импульсов и передавать полученный результат в ЭВМ;

– накопление в ЭВМ результатов подсчёта и формирование отчетных документов.

Первые системы учёта можно охарактеризовать как крайне дорогие, ненадежные, мало информативные комплексы, но их создание позволило накопить опыт, создать правовую базу для создания автоматизированных систем следующих поколений.

Массовое внедрение автоматизированных систем учёта электрической энергии

Революционным моментом в развитии автоматизированных систем учёта электрической энергии стало появление персональных компьютеров. Системы учёта, созданные на их базе, были несравненно дешевле и надежнее своих предшественников. Появление ставшей в последствии стандартом операционной системы MS DOS и первых СУБД, хранящих данные в формате DBF, на годы определило направления развития верхних уровней систем учёта и их функциональность.

Возможность создания автоматизированных систем учёта на базе персональных компьютеров совпало в России с эпохой реформ, появлением огромного числа независимых производителей подобных систем. Следствием в сочетании с кажущейся простотой создания подобных систем стало огромное множество предложений по их созданию.

Из всего многообразия вариантов построения систем предлагавшихся к реализации можно выделить два основных подхода. Это монолитные системы, созданные по принципу “все в одном”, и распределенные системы.

Монолитные системы создавались на базе персонального компьютера, оснащенного встроенным модулем приема данных от датчиков оборотов, встроенных в индукционные счетчики (рис. 1). Персональный компьютер выполнял все необходимые для ведения учёта функции, что в сочетании с маломощным процессором и однозадачной операционной системой делала систему крайне ненадежной.

Распределенные системы (рис. 2), как правило, имели три уровня обработки данных получаемых от датчиков оборотов индукционных счетчиков. На первом уровне информация принималась многоканальными блоками обработки информации (МБОИ). При этом информация из аналоговой формы переводилась в цифровую и по каналу связи передавалась на следующий уровень.

Рис. 1. Структура монолитной АСКУЭ

Рис. 2. Структура распределённой АСКУЭ

Второй уровень обработки информации представлял собой устройство сбора и передачи данных (УСПД) в функции которого входило:

– прием информации от первого уровня;

– преобразование информации о числе оборотов в значение потребленной электрической энергии и сохранение информации;

– предоставление накопленной информации следующему уровню системы.

Третий уровень системы представлял собой персональный компьютер, который принимал информацию от второго уровня системы, обрабатывал её и формировал отчетные формы, с помощью которых и осуществлялся учёт электрической энергии.

При кажущейся сложности распределенной системы, в сравнении с монолитной, победа осталась за ней. Причины этого кроются в большей гибкости распределенных систем и в большей надежности сохранения накопленной информации на двух уровнях её хранения.

К примеру, выход из строя компьютера монолитной системы приводил к катастрофическому отказу системы с безвозвратной потерей информации. В распределенной же системе выход из строй компьютера третьего уровня приводил только к сбою темпа формирования отчётной документации, поскольку учётные данные сохранялись на втором уровне системы.

Одним из основных недостатков обоих типов систем была невосполнимая потеря информации о потреблении электрической энергии при выходе из строя отдельных компонентов системы, таких как счётчики электрической энергии, МБОИ, УСПД, каналы передачи данных. Выход из строя датчика оборотов или канала его связи с устройством подсчёта импульсов приводил к потере информации по счётчику, выход из строя МБОИ приводил к потере информации по всей группе подключенных к нему счётчиков. Выход из строя УСПД приводил к потере информации по всем подключенным к нему счётчикам.

Потеря информации не была катастрофической, поскольку общее потребление за период восстановления работоспособности системы можно было восстановить по показаниям счётных механизмов счётчиков, но восстановить графики потребления электрической энергии было невозможно.

Электросчётчики с импульсным интерфейсом за время развития АСКУЭ прошли две основных стадии: на первой – импульсный интерфейс стал их штатным компонентом, а на второй – счётчики превратились в электронные приборы с импульсным интерфейсом.

Но главный их недостаток – невысокая точность, остался непобеждённым. Если нагрузка очень мала, то за сутки счетчик может сформировать один импульс, но, как распределилось реальное потребление по часам суток, ответить нельзя.

По мере роста доверия к системам учёта стали предприниматься попытки получения от них дополнительной информации, а именно данных о мгновенном значении мощности по присоединению или данных о потреблении за небольшой, например за одну минуту, интервал времени. Оказалось, что получить достоверное значение этой величины в реальном времени практически невозможно из-за отсутствия привязки поступающих импульсов ко времени. А при снижении нагрузки картина и вовсе становилась удручающей.

Значительные силы разработчиков систем учёта были потрачены на создание аппаратных средств поддержки каналов связи, адаптацию существующих и новых средств связи к своим нуждам. Телеграфная, радиочастотная и ведомственная ВЧ-связь постепенно вытеснялась мобильными, спутниковыми и оптоволоконными системами связи. Тенденция к использованию в АСКУЭ все более скоростных и высокотехнологичных каналов связи сохраняется.

Эволюция импульсных систем учёта провела отбор среди производителей средств АСКУЭ. Среди его победителей оказались предприятия и организации, которые с самого начала ориентировались на зарубежных производителей электронных компонентов, контроллеров, промышленных компьютеров, средств учёта электрической энергии.

Целями следующего этапа развития АСКУЭ стало совершенствование способов измерений количественных и качественных показателей электропотребления. Должны были быть решены задачи повышения надежности хранения информации, расширения функциональности в части повышения оперативности получения данных.