Файлы
Сбор данных по сетям 0,4 кВ
Оборудование PLC
PLC-I
PLC-II
Документация и ПО
 

Сбор данных по сетям 0,4 кВ  Сеть PLC-I  

  

Технология PLC-I.

1. Введение 

      Технология PLC-I предназначена для создания сетей дистанционного сбора данных и управления счётчиками электроэнергии «Меркурий".
      В качестве физической среды передачи сигналов технология использует распределительные сети переменного тока 0.4 кВ, 50 Гц.
      Размеры сетей PLC-I ограничены зоной действия одного распределительного трансформатора 0.4 кВ, 50 Гц. Одна сеть сбора данных и управления может включать в себя до нескольких сотен абонентских электросчётчиков.

2. Описание компонентов системы PLC-I

Количество основных компонентов системы сведено к минимуму. Это:

      1. Счетчики электрической энергии: однофазные Меркурий 200, 201, 202, 206, трёхфазные Меркурий 230, 234, 236 с встроенным модемом передачи данных по силовой сети (PLC-модем). Счетчики обеспечивают накопление и хранение энергопотребления нарастающим итогом, работу в многотарифном режиме, учет реактивной энергии, дистанционное вкл/откл или ограничение потребления, измерение и индикацию мгновенных значений мощности, напряжения тока, cos F. Следует учитывать, что интерфейс PLC-I обеспечивает получение данных только об учтённой электроэнергии.

      2. Концентраторы "Меркурий 225.11" (одноканальный цифровой приёмник данных по силовой сети и накопитель данных об энергопотреблении) . Концентратор осуществляет синхронизацию передачи и приём данных от счетчиков электроэнергии по одной фазе и передачу данных через выбранный канал связи на центральный диспетчерский пункт. Возможен съём накопленной информации на переносной компьютер инспектора непосредственно на месте установки концентратора Меркурий-225.11 через последовательный порты RS485 или USB. В трёхфазной сети используется блок из трёх концентраторов "Меркурий 225.11" связанных по интерфейсу RS-485.

Концентратор обеспечивает:

- прием, обработку и хранение данных об энергопотреблении от 1024 счетчиков;
- передачу индивидуальных и групповых команд счётчикам;
- синхронизацию внутренних часов многотарифных счетчиков;
- ретрансляцию данных для увеличения зоны охвата;
- формирование данных об аварийно-техническом состоянии системы;
- подключение GSM и радиомодемов, адаптеров сети ethernet;

      3. Технологический модем (ТМ) "Меркурий-223".
Используется для программирования сетевых адресов абонентских PLC-модемов в составе счетчиков Меркурий.

      4 Коммуникационное оборудование
1. GSM шлюз «Меркурий 228» предназначен для обеспечения удалённого доступа к устройству или группе устройств оснащённых последовательными интерфейсами RS-485. В данном применении используются для передачи данных от территориально распределённых концентраторов "Меркурий 225.11" в диспетчерский пункт энергоучёта.

2. GSM модем «Siemens MC35» или любой другой. Подключается к ПЭВМ диспетчера учёта для обеспечения двусторонней связи с удалёнными устройствами по каналу GSM.

      5. Программные средства

   - программа "ТМсомм.exe"
Используется совместно с технологическим модемом Меркурий 223 для назначения индивидуального сетевого адреса счетчика.

   - программа "BМonitor.exe"
предназначена для задания параметров конфигурации концентратора Меркурий 225 и просмотра принятых пакетов содержащих информацию об энергопотреблении абонентских счетчиков в сегменте сети обслуживаемой данным концентратором.

   - программа "BQuark.exe"
Может использоваться как рабочее место оператора учёта. При помощи данной программы производится дистанционный съём информации с территориально распределённых концентраторов «Меркурий 225». А также имеется возможность передавать концентраторам любые допустимые групповые и индивидуальные команды по управлению отдельной точкой учёта.

   - программа "Меркурий-Энергоучёт" (Универсальная программа АСКУЭ)

Программа имеет следующие функциональные возможности:
  • Обеспечивает возможность работы с оборудованием различного типа ( счётчики электроэнергии «Меркурий», концентраторы «Меркурий 225»), по различным каналам проводной и беспроводной связи через различное коммуникационное оборудование в том числе GSM-шлюз «Меркурий 228».
  • Создаёт и автоматически пополняет базу данных в формате MS SQL, в которой содержатся сведения о региональной принадлежности (город, район, улица, дом, квартира, хозяин), а так же и лицевые счета, тип установленного счетчика, его серийный номер и адрес в системе АИИС, тип линии связи (RS485, CAN, GSM, PLC).
  • Обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа и разграничивает права пользователей системы.
  • В автоматическом или ручном режиме опрашивает все точки учета, которые прописаны в базе данных по заданным параметрам и заданному расписанию опроса.
  • В автоматическом или ручном режиме формирует отчеты о потреблении энергоресурсов в форматах «*.xls», «*.txt» и др.
  • Обеспечивает синхронизацию времени на всех приборах учета.

 3. Технические особенности сетей PLC-I

      В качестве среды передачи данных для информационного обмена между концентраторами и счётчиками электроэнергии используются электросети с фазным напряжением 230 В 50 Гц. Для обеспечения высокой помехоустойчивости используются алгоритмы OFDM-модуляции (Orthogonal Frequency Division Modulation), которая формирует результирующий сигнал путем сложения нескольких широкополосных сигналов в диапазоне от 20 до 95 кГц.
      Сегмент сети обслуживаемый одним концентратором может включать до 1024 точек учёта на каждую фазу. Такой ёмкости достаточно чтобы одним концентратором были охвачены все абоненты подключённые к данной фазе. Т.е. в пределах одной ТП достаточно иметь не более трёх однофазных концентраторов при условии, что все счётчики оказываются в зоне видимости, т.е. имеют устойчивую связь со своим концентратором. Если это не так на границах уверенного приёма потребуется установить ретрансляторы, в качестве которых применяются такие же концентраторы. На большинстве из известных нам объектов связь обеспечивается на расстоянии от 400 до 800 метров, на новых сетях выполненных самонесущим проводом до 1000 метров. Применение ретрансляторов увеличивает расстояние уверенного приёма в 1,5-1,8 раза. Наибольшее влияние на дальность связи оказывают плохие контакты в местах сращивания проводов воздушных линий, ответвлений, спусков к узлам учёта т.е. высокие переходные сопротивления на которых существенно теряется мощность PLC сигнала. Идентификация каждого узла учёта осуществляется по присвоенному уникальному сетевому адресу модема счётчика.
      Поскольку основное назначение данного оборудования - построение недорогой АИИС бытовых потребителей (АСКУЭ БП) посредством оборудования PLC-I возможно получении только данных о текущем значении учтённой каждым электросчётчиком активной электроэнергии по каждому из тарифу. При необходимости получения более широкого набора данных необходимо развёртывать сети PLC-II.

 4. Организация передачи данных между концентратором и подчинёнными узлами (электросчётчиками).

      Система сбора данных работает следующим образом. Концентратор периодически (раз в несколько секунд) излучает синхросигнал длительностью в 2.5 сек, принимаемый всеми подчинёнными узлами системы, которые интерпретируют факт приёма синхросигнала как команду на передачу одного бита своих данных в виде широкополосной шумоподобной "вспышки". При этом узел №1 передаёт свой бит сразу после окончания сигнала синхронизации, узел №2 – с задержкой на 10 мс, узел №3 – с задержкой на 20 мс и т.д.
      Передача данных производится всеми узлами в области пересечения нулевого уровня основным напряжением сети, т.к. эта область сетевого полупериода наиболее свободна от помех со стороны потребителей электроэнергии. Полный пакет данных содержит 64 бита и время его передачи зависит от параметра «размер сети». Для 16 счётчиков время составит 3 минуты, для 1000 счётчиков 20 минут. Т.е. период обновления данных в памяти концентратора округлённо составляет от 5 до 30 минут в зависимости от количества установленных узлов учёта.
      Модемы счётчиков будут осуществлять передачу только в том случае, если в данной точке сети присутствует синхросигнал от концентратора. В счётчиках есть возможность контролировать посредством индикации на ЖКИ специальных мнемограмм его наличие и уровень в точке установки узла учёта, что значительно облегчает пусконаладочные работы.
      Концентраторы побитно принимают данные от счётчиков, расшифровывают и сохраняют в собственной энергонезависимой памяти откуда их в любой момент можно считать через один из их последовательных интерфейсов (RS-485, USB). Помимо текущих показаний в энергонезависимой памяти концентраторов для каждого счётчика сохраняются данные об учтённой электроэнергии на конечные даты 6-ти предыдущих месяцев. Запрос на передачу накопленных концентраторами данных инициируется оператором учёта или осуществляется в автоматическом режиме при помощи соответствующего ПО.
      Если от какого-либо из счётчиков нет данных, значит или узел учёта неисправен или потребитель произвёл какие-либо манипуляции с подключением счётчика. Используя систему такой факт вмешательства легко установить. Система открытая. Протоколы передачи данных предоставляются, так что наше оборудование можно использовать как низовое в системах учёта энергоресурсов более широкого профиля.

 5. Монтаж и наладка.

           Развертывание системы в простейшем варианте сводится к установке индивидуальных счетчиков у абонентов, общедомовых счётчиков обслуживающих лифты и освещение, балансных счетчиков на ВРУ домов или самой ТП, концентратора на ТП и несложной настройки оборудования (см. файл "Меркурий-ЭНЕРГОУЧЁТ.Быстрый старт" и другую документацию.
     При этом не играет роли характер объекта автоматизации будь это массив жилых многоквартирных домов или коттеджный посёлок, топологическая схема расстановки оборудования не меняется. (см. рис.

увеличить

Увеличить

Увеличить

Если в процессе эксплуатации какие-либо счётчики потребуют замены или возникнет необходимость в увеличении количества точек учёта наращивание количества абонентов сводится просто к установке очередного счетчика без вмешательства в работу концентраторов, которые так же как и счётчики являются необслуживаемыми устройствами.
      Однако до установки на объекте автоматизации необходимо произвести несложную настройку счётчиков и концентраторов. Настройка счётчиков заключается в присвоении каждому счётчику сетевого адреса из диапазона допустимых адресов при помощи технологического модема «Меркурий 223». Настройка концентратора заключается в установке точного времени, задании параметра «размер сети» т.е. количества установленных счётчиков и режима работы – ведущий или ведомый если концентратор предполагается использовать для ретрансляции данных.
      Концентраторы оснащёны цифровым интерфейсом RS-485 через который они объединяются в единую локальную сеть друг с другом и дополнительными устройствами передачи информации на удалённый компьютер диспетчерского пункта. Например, GSM-шлюзом «Меркурий 228». При необходимости в сеть можно включить также счётчики электроэнергии "Меркурий" имеющие данный интерфейс, например, балансные на ТП. Тогда появится возможность удалённого контроля всех возможных параметров учитываемых счётчиками. Возможен съём накопленной информации на переносной компьютер инспектора непосредственно на месте установки концентраторов через USB порт.

Систему «Меркурий-ЭНЕРГОУЧЁТ» отличает от существующих аналогов:

  • Достаточно надёжная передача данных по силовой сети за счет применения модемов собственной конструкции, которые отличает от существующих очень низкое рабочее соотношение сигнал/шум в точке приёма (вплоть до минус 20 dB), а по затуханию – около 60 dB. Такие характеристики позволяют вести надёжный приём данных даже при превышении шумов над сигналом более чем в 10 раз (по амплитуде) и на расстояния до 1000 метров* в любое время суток .
  • Невысокая стоимость оборудования при высоких технических характеристиках.
  • Низкие затраты на внедрение, которые сводятся к монтажу счетчиков с заранее установленным сетевым адресом и концентратора.
  • Полностью отсутствует необходимость в дополнительных проводах цифрового интерфейса связи, что даёт абсолютную защиту системы от вандализма.
  • Наращивание количества абонентов сводится к установке очередного счетчика без перенастройки УСПД и программного обеспечения.
  • Максимальное количество счетчиков опрашиваемых одним концентратором - 1024.
  • Период обновления данных в памяти концентратора от 4 до 30 минут (от наиболее удалённых счётчиков возможны задержки до нескольких часов, поэтому период опроса программой верхнего уровня рекомендуется не чаще 1 раза в сутки).
  • Система универсальна. Имеет единую топологию с возможностью применения в частном, коммунальном, мелкомоторном и промышленном секторах.
* если воздушная линия 0,4кВ выполнена с использованием СИП или в промежуточных узлах сети применяются дополнительные концентраторы в режиме ретрансляции данных. На воздушных линиях средней степени износа расстояние устойчивой связи без дополнительных ступеней ретрансляции составляет 400-800 метров. Применение ретрансляторов увеличивает это расстояние в 1,5-1,8 раза.
     В случае превышения уровня шумов предельно-допустимого, необходимо устанавливать развязывающий фильтр B84143BXXXX (компании EPCOS или аналогичный, который рассчитан на максимальный ток потребления. Фильтр устанавливается после счётчика перед нагрузкой.

6. Сравнение проводной (RS-485) и PLC-системы:

№ п/п Характеристика Дополнительная двухпроводная линия Передача информации по электропроводке
1

Проектные и монтажные работы по созданию системы

 
Требуется разработка проекта кроссовых соединений и монтаж информационных линий скрытым образом или в специальных коробах Счетчики включаются в систему сразу же после подключения их к электропроводке
2

Стоимость эксплуатации системы

Требуется создание службы контроля и поддержки технического состояния информационных линий Информация передается по силовой электропроводке, никаких дополнительных работ по поддержке технического состояния информационных линий не требуется
3

Возможность наращивания существующей системы

Требуется прокладка дополнительных линий связи, установка дополнительного оборудования, временное отключение действующих компонентов системы Прокладка дополнительных линий, установка дополнительного оборудования и отключение работающей системы не требуется
4

Защита информации от несанкционированного доступа

Для предотвращения умышленного повреждения информационных каналов требуется прокладка информационных линий в защитных коробах. Низкая степень достоверности передачи информации от счетчиков с импульсным выходом Информация передается по силовой электропроводке в цифровом виде, защищенном от несанкционированного доступа
6 Возможность автоматизации учета в частном секторе Невыгодна по экономическим показателям и по показателям надежности. да

Экономический эффект от внедрения АИИС "Меркурий-ЭНЕРГОУЧЁТ"

  1. Своевременный учёт расхода электроэнергии каждым абонентом сети без необходимости прямого доступа к приборам учёта для сверки показаний.
  2. Отслеживание технического состояния и выявление неисправных счётчиков электроэнергии.
  3. Переход на расчет по дифференцированным тарифам времени суток.
  4. Обнаружение и локализация потерь электроэнергии.
  5. Повышение класса точности и чувствительности счетчиков электроэнергии.
  6. Сокращение количества контроллеров-обходчиков.
  7. Снижение уровня затрат на обслуживание точек учета и организацию выписки счетов.
  8. Повышение уровня ответственности абонентов за своевременную оплату платёжных счетов.
  9. Своевременное выявление хищений электроэнергии.
  10. Отсутствие искажений при снятии показаний электросчетчиков за счёт исключения человеческого фактора.
  11. Оперативное использование данных по электропотреблению в процессе принятия решения по закупке электроэнергии.

6. Дополнительная информация

Дополнительные справочные руководства и документация размещены на странице документации >>> здесь.

Будем рады ответить на возникшие вопросы >>> здесь

 
© ООО "НПК "ИНКОТЕКС" 2005 - 2017 гг.