Энергоучет по комбинированным каналам передачи данных. Комплексные решения Andra

 Польская компания Andra занимается разработкой и производством широкого спектра приборов связи и  интегрирванных  информационных систем  для автоматизированных систем контроля и учета. В сферу ее интересов входят проблемы учета электроэнергии (АСКУЭ), диспетчерского управления (АСДУ) и управления технологическими процессами (АСУТП). Имеет 20-летний опыт работы с  беспроводныи и проводными каналами связи. Производственные мощности расположены на территории Польши, там проводятся все разработки и вполняется полный технологический цикл производства.  Организованна техподдержка  на русском и многих других языках. Продукция фирмы Andra  введена  в эксплуатацию на  крупнейших польских и европейских энергетических концернах.

Недавно «ЕвроМобайл» и Andra подписали договор о сотрудничестве.  Теперь компания «ЕвроМобайл» является единственным официальным представителем Andra на территории России и стран СНГ. Комплексные решения, которые предлагает Andra, заинтересуют компании занимающиеся учетом энергоресурсов, участников оптового рынка электроэнергии и сбытовые компаниями.

  Платформа Comander .

Comander – это программноаппаратный комплекс, использующий современные технологии, который собирает информацию от оконечных приборов и передает ее на верхний уровень автоматизированной системы по GPRS/CSD каналу или Ethernet. Специальные разработки позволяют комплексу Comander провести построение интеллектуальной системи АСКУЭ (АИИСКУЭ)  и сгенерировать отчеты об энергопотреблении по удаленно расположенным объектам. Эта разработка является универсальным и бюджетным вариантом построения системы за счет слияния GSM (GPRS), ZigBee, PLC-технологий передачи информации. По беспроводным радиоканалам GSM-сети дают возможность получать данные от объектов расположенных в зоне уверенного приема распределенных на значительном расстоянии,. ZigBee-радиосвязь малого радиуса действия позволяет в нелицензируемом диапазоне частот – 2,4 ГГц / 868 МГц построить системы автоматизации на базе беспроводной телеметрии. Беспроводные ZigBee Mesh-сети  производят автоматическую ретрансляцию и маршрутизацию данных. PLC передает данные через электрические сети и не относится к беспроводным технологиям. Таким образом передача информации осуществляется  по промышленным и бытовым электросетям и позволяет реализовать  сравнительно недорогие решения массового применения.

 SMART GSM-терминал Comander μPort

GSM-терминал μPort («микропорт»), или GSM-модем, предназначен для  передачи  данных с электросчетчиков, контроллеров и других устройств. Автоматическое GPRS-подключение позволяет этому устройству опрашивать подключенные счетчики в «прозрачном», буферном или гибридном режиме и отправлять файлы на FTP-сервер. Терминал осуществляет автоматическое переключение на передачу данных по резервному CSD каналу, если уровень приема GSM-сигнала низкий.

На рис.1 представлен общий вид модема, у которого все разъемы расположены под съемной крышкой. Модем имеет два интерфейса: гальванически развязанный последовательный интерфейс RS-485/RS-232 (или токовая петля – CLO) и дискретный вход («сухой» контакт). Для удобства «распиновка» обозначена на этикетке на корпусе терминала -это видно на фотографии прибора. По RS-485 (контакты 4, 5 – линии А, В) можно подключить до 32 счетчиков. При подключении счетчиков через токовую петлю – до четырех. При подключении  по RS-232 – до двух. Счетчики с выходным напряжением +12 В оснащенные пассивным RS-485 также могут быть опрошены  терминалом. Для удобства конфигурации в μPort предусмотрен USB-интерфейс. Настройку терминала можно проводить через USB-кабель, а уже установленные объекты удобно перенастраивать  удаленно по беспроводному GPRS-каналу.

  ZigBee-адаптер (модем) Comander ZB

Внешне Comander ZB напоминает μPort и выполнен с ZigBe-модулем то есть работает как Slave-устройство. Топологическое построение ZigBee-сети:  масштабируемая Mesh-сеть, в сосав которой входят  устройство  Comander ZB и Сomander Multiport ZigBee. К достоинствам ZigBee-каналов передачи данных следует отнести отсутствие  оплаты за лицензирование частот и трафик,  кроме того не надо выделять средства на поддержание собственной радиосети; а к недостаткам -  низкую помехозащищенность. Устройства подключаются к Comander ZB по такому же интерфейсу, как у μPort: RS-232/RS-485 (или токовая петля 20 мА) с гальванической развязкой и конфигурационный microUSB 2.0. Излучаемая мощность радиосигнала составляет 10 мВт, радиус действия на открытом пространстве – до 750 метров, в помещении – до 60 метров. Дополнительное шифрование данных ведется алгоритмом AES-256 с помощью симметричных ключей по ZigBee-каналам на сетевом уровне.

   PLC-адаптер (модем) Comander PLC 

PLC-адаптер Comander PLC работает в сетях ~220 В в соответствии с требованиям PLC-стандарта CENELEC A. Рабочая частота прибора составляет 72 кГц, тип модуляции – BPSK. После включения происходит автоматическое соединение PLC-адаптеров, установленных на объекте, друг с другом. Скорость передачи данных на Multiport или другое устройство – до 48 кбит/с. В настоящее время ведутся разработки адаптеров по PRIME-стандарту. На основе концентратора Сomander Multiport и PLC-адаптеров можно создать безопасную PLC-сеть. По PLC-каналам дополнительно ведется шифрование данных алгоритмом AES-256

SMART терминал-концентратор Сomander Multiport 

Использование дополнительных портов передачи данных, таких как GSM/GPRS, Ethernet, ZigBee и PLC осуществляется благодаря модульной конструкции терминала-концентратора Сomander Multiport.

Внешний вид концентратора приведен на рис. 2. Ведущим устройством (маршрутизатором) в платформе Comander по отношению к адаптерам ZigBee/PLC-сети выступает Multiport. Все модели Multiport имеют встроенный GSM-модуль и автоматически устанавливают GPRS-соединение для передачи информации. Кроме того, что Multiport может передавать данные по CSD-каналу, он хранит данные на карте памяти в отличие от μPort. Режим  работы в GPRS непрерывен. Исключением  является период, который назвается «временным окном», когда терминал автоматически переключается в режим  CSD-связи.  После  завершения этого сенса возвращается в нормальный режим работы GPRS. Выпускаются модели
•    Сomander Multiport PLC со встроенным PLC-модулем
•    Сomander Multiport ZigBee со встроенными GSM-  и ZigBee-модулями.
Для приема/передачи радиосигналов подключаются GSM- и ZigBee-антенны.  Multiport имеет два интерфейса: RS-232, RS-485, и опции: токовая петля и конфигурационный microUSB 2.0. 

Система опроса точек учета

Пример интеллектуальной автоматизированной системы поквартирного учета энергопотребления жилых домов со слиянием коммуникационных и электрических сетей   приведен на рис. 3.

Система включает:
•    микропроцессорные электрические счетчики, подключаемые по интерфейсу RS-485 к ZigBee/PLC/GSMмодемам;
•    ZigBee-адаптеры (comander ZB), которые через беспроводную гибкую и масштабируемую ZigBee-радиосеть передают данные на концентратор MultiPort;
•    PLC-адаптеры (comander PLC), передающие данные на концентраторы MultiPort по электросетям;    концентраторы MultiPort, которые по GSM-сети передают полученные данные на центральный сервер центра сбора и обработки информации (ЦСОИ) энергетиче-ской компании. Эти устройства могут устанавливаться в  ближайшие к домам подстанции;
•    ` `GSM-модемы μPort по GSM-сети, передающие данные на сервер ЦСОИ для дальнейшей обработки, генерации отчетов и т. д.

Модемы и  адаптеры  могут быть встроены  в  счетчики, например, в  ADD Grup (Матрица), ELSTER и неко-торые другие, а могут быть укреплены на DIN-рейку или панель. Еще они могут быть встроены в новые разработанные на заказ корпуса счетчиков,.

Интеллектуальные М2М-системы на базе программно-аппаратного комплекса Comander способны опрашивать свыше 10 000 точек учета, С их помощью можно просматривать полную структуру системы  и  формировать отчеты о  потреблении. Они также  автоматически выявляют новые точки учета  и, следовательно, являются самоорганизующимися системами сбора данных. Удаленное управление параметрами счетчиков и настройка отправки оповещений о сбоях в работе системы ускоряет и облегчает обслуживание приборов. В новых версиях ПО появится опция  оповещений о  пополнения баланса сим-карт, установленных в GSM-терминалах.

Сертифицированные системы учета электроэнергии Comander – это перспективны, надежны и позволяют рационально планировать энергосбережение, использовать ресурсы.

Сейчас проводятся работы по внесению продукции Andra в российский Государственный реестр средств измерений. Системы полностью соответствуют Федеральному закону № 261-ФЗ об энергосбережении и  повышении энергетической эффективности.

ПО Comander Connect 

   
ПО Comander Connect осуществляет диагностику и  конфигурацию модемов (адаптеров) серии Comander  Это прог раммное обеспечение имеет простой и понятный графический интерфейс, поставляемый вместе с приборами. Удаленная связь ПК с устройствами Сomander устанавливается посредством GPRS, а локальная – посредством USB-интерфейса.
.
 ПО Comander CMS

Для полноценной работы разветвленной системы показанной на рис. 3 необходимо программное решение, которое объединит  установленные и подключенные устройства,. В комплект поставки платформы Comander входит программный продукт для создания системы централизованного управления и мониторинга каналов связи - Comander Management System (CMS) ( рис. 4),

Он обеспечивает работу более чем с десятью тысячами модемами из диспетчерского центра под управлением ОС Windows. В режиме 24/7 (24 часа в сутки и 7 дней в неделю) на компьютерах отображается список всех модемов по группам. Автоматически осуществляется мониторинг и контроль сети устройств передачи данных.

Программа CMS позволяет просматривать информацию о системе и генерировать отчеты.Кроме того с ее помощью можно  удаленно управлять встроенным программным обеспечением терминалов, установленных на объектах.  Также полезна и интересна функция мониторинга GSM-сетей (ближайшие базовые станции, прием сигнала) для групп устройств, реализованая в CMS . 

Заключение

Комплексные решения Andra позволяют легко поддерживать систему в идеальном рабочем состоянии. Они не привязаны к конкретным счетчикам электроэнергии, тепла, воды, газа или другим устройствам. Комбинируя различные каналы опроса: GSM, Ethernet, ZigBee, PLC  и изменяя число точек учета определяются оптимальные конфигурации.