Автоматизированные системы учета энергоресурсов (АСКУЭ, АСДУЭ) — это уже не экзотика, а необходимость. Если раньше их внедряли лишь промышленные гиганты, то сегодня такие решения масштабируются на потребителей любого уровня. Цель проста: получить точные данные в реальном времени, оптимизировать затраты и исключить человеческий фактор.
Хотя, наверное, это звучит слишком абстрактно. Лучше всего задачу мне сформулировал в прокуренном кабинете энергетик предприятия, когда мы составляли техническое задание на первую систему — «чтобы, уходя, гасили всех свет». Ведь что делает обычный оператор производственной линии, покидая рабочее место по срочным и неотложным делам, особенно, когда остановка оборудования сопряжена с неординарными действиями? Бросает его к чертям и бежит решать дела. Электричество потребляется впустую, деньги компании тратятся. Зато, когда на экране диспетчерской станции в реальном времени все будет видно, затраты можно превратить в премии энергетической службе спасти, а провинившегося жестоко наказать. Отрубить фидер на линию и пускай потом через боль и унижения добивается статус-кво.
И да, бегать, собирать показания счетчиков, раскиданных на территории, порой там, куда зимой без бригады помощников с техникой не попадешь, больше не требуется. Бумаги заполнять не надо, отчеты формируются автоматически. Красота!
А еще сюда можно завести информацию с расходомеров, теплосчетчиков котельной — вообще огонь получается.
Системы учета и диспетчеризации энергоресурсов
Если предприятие потребляет много электроэнергии и хочет платить за нее меньше, ему потребуется выйти на оптовый рынок и обязательно сделать у себя автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии АИИС КУЭ (АСКУЭ). Принцип здесь тот же, но геморроя при реализации значительно больше.
Сетевые и генерирующие компании внутри себя тоже такие системы организуют, но, как правило, добавляют задачи контроля оборудования (телесигнализации) и параметров сети (телеизмерения), оперативного управления (телеуправление), в том числе при аварийных ситуациях.
В общем случае структура системы не сильно отличается от классической АСУТП.
Приборы учета группируются, как правило, территориально, в зависимости от используемого далее интерфейса связи, подключаются к специальным программируемым логическим контроллерам (ПЛК), которые здесь называют устройствами сбора и передачи данных (УСПД). Все УСПД одним или несколькими каналами связи через телекоммуникационное оборудование связываются с сервером данных, который уже по локальной сети обменивается информацией и командами с автоматизированными рабочими местами (АРМ) пользователей. Ну да, программное обеспечение там немного специфическое, по сути, та же SCADA, но упрощающая работу именно с энергетическим оборудованием.
Казалось бы, все очевидно и технологично. Но на практике такая система в случае, если она большая, часто требует регулярной поддержки и трепетного сопровождения. В один момент я запускал две аналогичные АСКУЭ на схожих предприятиях. На первом заводе подошли к делу по фен-шую: назначили ответственного инженера, организовали регулярное обслуживание, разобрались в логике работы и научились самостоятельно решать большинство вопросов. Они ни разу нас не тревожили по пустякам. А на втором мы всю гарантию отъездили по всяким пустяковым причинам типа «у нас все сломалось», когда заказчик просто забывал пополнять балансы SIM карт модемов передачи данных.
Через пять лет я снова посетил обоих заказчиков. Картина была показательна. Первая система работала как часы, став неотъемлемой частью технологического процесса. А про вторую уже и забыли, отдельные элементы еще функционировали, но по ощущению — не благодаря, а вопреки.
Битва с портами и падение цивилизации
На эту тему вспомнилось мне, как пару дней я скакал аки сайгак вокруг УСПД и пытался подружить его с компьютером и счетчиком. Такое вот инженерное развлечение в стиле «парящий дракон» АСДУЭ.
Тут речь шла о полноценной многоуровневой АСДУЭ, реализация которой еще ко всему была разбита на этапы, отделенные друг от друга годами.
С крупными компаниями всегда так. Нужно ввести в эксплуатацию следующую стадию системы учета электроэнергии предприятия, а прошлую мы делали лет десять назад. Проблема еще в том, что разрабатывалась эта АСДУЭ еще раньше, а комплектующее оборудование (что было утверждено в формате опросных листов), если кто не в курсе, менять нельзя. Точнее в теории можно, но согласование любого изменения идет годами и не факт, что закончится успехом. Одним словом, ну его нафиг.
В общем, кое-как и с приключениями добыли требуемые головные комплектующие (УСПД). Их уже сняли с производства, но для нас под проект держали с десяток устройств последние пару лет. Да-да, с инициализации и до старта закупок пролетело столько времени. С конструированием обвязки, изготовлением щитов для сбора данных проблем не было. Но готовые щиты еще нужно предъявить заказчику на приемо-сдаточных (заводских) испытаниях. Поскольку я единственный, кто еще помнил «железо» прошлой очереди, пришлось освежать навыки и активно включиться в процесс.
Для демонстрации функционирования придумали простой стенд. Ну как придумали, он уже имелся — его достали из загашников, почистили, перебрали, дополнили имеющимися на складе говном и палками комплектующими. В общем, сделали все красиво. Отредактировали под это дело программу и методику испытаний.
План был прост: ноутбук —> УСПД —> счетчик. Показываем на экране, как скачут стрелки осциллографа параметры — комиссия довольна.
УСПД старенький, очень любит общаться с окружением по интерфейсу RS-232. Может и иными способами, но программа мониторинга на компьютере считывает данные только по последовательному порту. Поэтому был найден преобразователь USB/RS-232 и организован первый физический коннект. Неудачный.
Ноутбук видеть головное устройство отказывался. Не помогли: другой преобразователь USB/RS-232, иные соединительные шнуры. Последние прозвонили, а потом из-за неоднозначного результата перепаяли вручную. Ноль.
Решили пойти через Ethernet. Одна из штатных программ позволяла конфигурировать УСПД по сети. Но в документации не нашли IP-адрес по умолчанию. Пока связались с поддержкой, у которой по новомодному есть сутки для ответа, время утекало сквозь пальцы. Адрес нам дали, но ждала новая ловушка: чтобы компьютеры в одной подсети увидели друг друга, ноутбук нужно было вывести из корпоративного домена (в общем случае технически этого не требуется, автор об этом в курсе, но всегда есть Обстоятельства).
Фатальная ошибка. Потому как при перезагрузке тот отказался кушать пароль пользователя и все известные в организации пароли по умолчанию не подошли. Каждая очередная инструкция из Интернета упиралась в необходимость вводить пароль администратора, который то ли никто не смог вспомнить, то ли и не знал никогда.
Вечерело. Каждое следующее предложение становилось все более радикальным. Решили переставить операционную систему (ОС), но тут снова беда — БИОС не видел флешку, а наши попытки по наитию и для души поменять там настройки привели к тому, что система вообще перестала загружаться. А ведь сто раз так делали.
Ноутбук решено было решительно наказать, то есть разобрать и вытащить батарейку, для сброса настроек. Курочили вроде аккуратно, но лишние детали в виде винтиков все-таки остались. Но мобильный компьютер так и не завелся. Финал дня: разобранный ноутбук с лишними винтиками и нулевым результатом.
Феникс из пепла и новые мины
Утром я аккуратно собрал ноут — он завелся, но уперся в тот же пароль. Махнув рукой, я взял чистый системный блок со склада. Установил ОС, настроил подсеть — и программа-конфигуратор наконец-то увидела УСПД! Казалось, что дело сдвинулось с мертвой точки. Эйфория была короткой.
Попытка получить данные через веб-интерфейс УСПД провалилась, но об этом предупреждала поддержка: требовался Java-апплет, не поддерживаемый современными браузерами. Следующая идея — установить верхний уровень системы (АРМ), который работает с УСПД по сети. Но инструкция по установке оказалась талмудом, а ключевой компонент — дистрибутив MS SQL — из комплекта поставки исчез. Попробовал поставить базу данных отдельно, но часы установки ушли впустую, сопровождаясь валом ошибок. А я еще слишком молод, чтобы в них разбираться.
От отчаяния я снова воткнул старый преобразователь USB/RS-232... и компьютер, как ни в чем небывало, подключился к УСПД. Магия? Ирония? Не знаю. Но факт: связь была.
Битва за биты и триумф интуиции
Ладно, пошел третий день. Но теперь программа-монитор не видела данные со счетчика через УСПД. Точнее видела, но только нули. А такого быть не должно.
Стал подключаться напрямую к счетчику. А это уже другой интерфейс RS-485. Благо рабочим оказался преобразователь USB/RS-485/RS-232. Блин, скачанная с сайта производителя счетчика утилита-конфигуратор снова с первого раза ничего не показала. Снова все по порядку: проверка подключения по схеме (в том числе наличия согласующих резисторов 120 Ом), прозвонка кабеля, настройки соединения — все вроде бы верно. Взял мультиметр: на контактах RS-485 преобразователя нет напряжения. О как.
Стал копать в этом направлении, ну, конечно. Для этого преобразователя на плате, если его разобрать стоит джампер. И он почему-то не в том положении — вместо RS-485 активен RS-422. Вот фиг знает почему, я даже не помню проекта, где такой был последний раз актуальным.
Оставалась последняя преграда: УСПД по-прежнему не хотел транслировать его данные. Еще пара часов ушла на проверку всего и даже больше. Решение же оказалось до обидного простым: в настройках порта УСПД, в графе «четность», стояло неверное значение. Это я когда в очередной раз подключался к прибору учета напрямую заметил. Я был уверен, что выставил «нечет», а там было что-то другое. Исправил — и система ожила.
Итого: вместо планируемых нескольких часов, три дня напряженной работы, казалось бы, над простейшей задачей.
Этот опыт наглядно показывает, что АСДУЭ — это не просто «программа для снятия показаний счетчиков». Это полноценная разновидность АСУ ТП (автоматизированной системы управления технологическим процессом), пусть и со своей спецификой. А значит, она наследует все ее «радости»: пропадание связи, рассинхронизацию времени, потери данных из-за сбоев в оборудовании и, конечно, зависимость от человеческого фактора.
Как и любая сложная система, она требует наблюдения, регулярного обслуживания и, что самое главное, — понимания со стороны всех причастных. Успех определяют не только провода и программы, но и люди на обеих сторонах.
Ознакомиться с содержанием журнала.
Уважаемые коллеги, желаю хорошего дня. Подписывайтесь, чтобы иметь возможность обсудить со мной вашу задачу в комментариях. Буду рад лайку, альтернативному мнению или истории по теме статьи. При желании вы можете поблагодарить автора чашкой кофе для стимулирования мыслительного процесса и блогерского энтузиазма.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ №1: Оценки, суждения и предложения по рассматриваемым вопросам являются личным мнением автора.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ №2: Техническая информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владелец сайта не несет никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной из данного источника.
Все изображения, если не указано иное, либо выполнены автором, либо взяты из открытых источников.