Instalación de un sistema de medida eléctrica ASKUE en SNT

El contenido del artículo

• ASKUE: que es y como funciona
• Cuales son las alternativas
• Selección e instalación de dispositivos de medición.
• Dispositivos de comunicación
• Organización de un centro de expedición
• Instalación y ajuste del sistema
• El costo de cambiar a la contabilidad automatizada

En las asociaciones empresariales y SNT, el pago de la electricidad se realiza de acuerdo con un solo medidor, mientras que las unidades de medición de los consumidores no se inspeccionan, lo que permite el robo de electricidad. El problema se resuelve mediante la organización del control automático sobre el consumo de recursos energéticos (ASKUE).

ASKUE: que es y como funciona

La abreviatura ASKUE significa un sistema automatizado de control y contabilidad de los recursos energéticos. De hecho, es un complejo distribuido que consta de dispositivos de medición que transmiten información sobre el funcionamiento del sistema a un único centro de despacho. A primera vista, todo parece bastante simple, pero en realidad, el funcionamiento del sistema se realiza mediante medios técnicos serios. Debido a esto, la organización de ASKUE por personas alejadas de la ingeniería eléctrica y la tecnología de la información genera numerosas dificultades..

Un ejemplo de un esquema ASKUE: 1 – computadora con software; 2 – contador de electricidad con interfaz RS-232 / RS-485; 3 – Adaptador PS-USB; 4 – concentrador; 5 – Convertidor de interfaz RS-485 a Ethernet; 6 – pasarela GSM; 7 – módem GSM

El sistema de medición unificado no solo recopila datos sobre el consumo de energía, sino que tiene una serie de funciones específicas. En primer lugar, esto es trabajo en tiempo real: las lecturas del medidor se transmiten varias veces por hora, por lo que es posible construir diagramas de consumo y utilizar de manera más eficiente los recursos energéticos, optimizar el funcionamiento de toda la red eléctrica..

Además, ASKUE realiza su trabajo con un alto grado de transparencia. Toda la información se almacena en una única base de datos, cuyo acceso está abierto a todos los usuarios. Aún más: el sistema le permite no solo contabilizar de forma remota, sino también controlar los nodos de la red eléctrica. Esto, en particular, le permite desconectar a los consumidores en caso de retraso en el pago o superación del límite de consumo, y en modo totalmente automático..

Centro de despacho del sistema ASKUE

Cuales son las alternativas

Cuando se trata de asociaciones hortícolas y asociaciones comerciales similares, la introducción de un sistema de medición distribuida es la única forma de distribuir verdaderamente las facturas de electricidad de manera justa entre los consumidores. Surge la pregunta: ¿por qué organizar AMR, si puede contentarse con transferir unidades de medición desde la zona de acceso directo de los consumidores? Después de todo, en términos de costos, ambos eventos son aproximadamente comparables.

El primer y principal problema es la falta de un sistema organizado para inspeccionar las unidades de medición. Es necesario buscar medios de sellado, realizar rondas regularmente con verificaciones del estado de las cajas de instalación y tomar lecturas de contadores. E incluso entonces, la posibilidad de robo de electricidad no está completamente descartada..

Cuando se usa ASKUE, no existen lagunas para el consumo no contabilizado. Cualquier medidor en la red notificará casi instantáneamente al centro de despacho sobre cambios en el diagrama de conexión. Además, el monitoreo constante de los parámetros de la red permitirá evaluar las pérdidas parasitarias naturales durante el transporte, que finalmente introducirán cada kilovatio bajo estricto reporte..

Selección e instalación de dispositivos de medición.

Para trabajar en el marco de AMR, se utilizan contadores electrónicos que convierten la corriente y el voltaje que actúan en el circuito primario en una secuencia de pulsos, cuyo cálculo determina el consumo de corriente de la electricidad. Sin embargo, no todos los medidores electrónicos tienen el conjunto de funciones requerido, en particular, es importante tener un puerto digital (salida de telemetría) para conectarse a dispositivos de transmisión de datos..

Un ejemplo de medidor con puerto óptico e interfaz RS-485

Otro matiz radica en la funcionalidad del contador. Si se imponen requisitos para el control remoto en ASKUE, el medidor debe estar equipado con un contactor incorporado. La función de parametrizar el dispositivo también es importante para configurar la interacción con otros elementos del sistema. Esto último depende del software integrado en el controlador y las capacidades del mismo..

En el caso más simple, se puede practicar equipar contadores con sensores especiales que leen el número de pulsos de un indicador luminoso o rastrean la frecuencia de rotación del disco de contadores de inducción. Sin embargo, este enfoque no es muy bueno desde el punto de vista de unificación del sistema, además, los sensores no permiten el control remoto del consumo de energía. Para una organización cooperativa ASKUE, la mejor opción es la compra del mismo tipo de contadores con el conjunto de funciones necesario..

Contador de electricidad multifuncional con interfaces de comunicación: Ethernet, RS-232 y RS-485

Por el momento, casi todos los contadores electrónicos tienen salida telemétrica, por lo que incluso aquellos dispositivos de medición que ya hayan sido instalados por los consumidores podrán introducirse en el AMR. Pero debe recordar: los intentos de combinar medidores dispares en una sola red siempre están plagados de problemas con la coordinación de la interfaz, la codificación de señales y el registro de indicadores..

Dispositivos de comunicación

Los puertos de telemetría digital de los medidores utilizan la interfaz en serie RS-232 o RS-485 para transmitir datos a dispositivos externos; dichos medidores simplemente tienen un convertidor de interfaz incorporado. El tipo de señal «bucle de corriente» se utiliza con menos frecuencia y, por regla general, su presencia suele indicar la posibilidad de cambiar a interfaces UART mediante la parametrización manual del medidor, de lo contrario es posible la transmisión a través de un adaptador especial. Para los medidores más simples, la salida de telemetría tiene una señal discreta, es decir, la frecuencia y el ciclo de trabajo de los pulsos del dispositivo de conteo simplemente se transmiten.

Conexión del medidor a módem GSM

La principal dificultad para organizar un sistema de comunicación es que cada medidor y cada adaptador pueden generar diferentes tipos de señales, dependiendo de las capacidades y configuraciones del microcontrolador. Los problemas también se agregan por el hecho de que inicialmente el puerto de telemetría se usa para la configuración manual y la recuperación de datos con una conexión individual a través de un convertidor de interfaz, mientras que la recopilación y transmisión de datos al AMR requiere llevar toda la red a un cierto estándar unificado. Como regla general, con un número de medidores de hasta 32, la línea de comunicación se realiza mediante RS-232 cableado, y con un número de suscriptores de hasta 250 – RS-485. Por lo tanto, un grupo de dispositivos está unido por un interruptor utilizando, por ejemplo, UART, pero si algunos medidores de este grupo no admiten un protocolo común, se conectan mediante convertidores de interfaz. En el mercado, puede encontrar cada vez más equipos para la transmisión de datos a través de líneas eléctricas..

Las redes inalámbricas se configuran de manera diferente. Los protocolos pueden ser muy diferentes: GSM, Wi-Fi, comunicación por radio; en todos los casos, el transceptor se configura individualmente para cada medidor. Cada punto de comunicación se comunica con una especie de estación base, y los módems pueden funcionar no solo en modo de transmisión directa, sino también como repetidores..

Medidor de electricidad monofásico con módulos enchufables adicionales para transmitir información de telemetría

En ambos casos, existe un enlace unificador que actúa como un concentrador raíz y transforma los datos para su transmisión al centro de despacho. Como regla general, estamos hablando de usar la interfaz Ethernet familiar para muchos, es decir, este nodo ya pertenece a las tecnologías de Internet. Esta parte del sistema está destinada a la comunicación entre el AMR y el servidor donde está instalado el software de envío remoto. Una PC ubicada directamente en el área de cobertura del sistema se puede utilizar como servidor; también se practica la transferencia de datos a un servidor remoto, pero se requiere un canal de respaldo para una conexión confiable. La opción «nube» es buena para la capacidad de acceder desde cualquier parte del mundo, mientras que la red cableada requiere la instalación de equipos adicionales..

Organización de un centro de expedición

Las dificultades en la integración mutua de medidores de diferentes fabricantes (y en ocasiones incluso simplemente de modelos diferentes) en AMR aparecen principalmente en la etapa de organización del tercer nivel del sistema: un único centro de control y despacho. A nivel físico, esta parte ocupa la rama extrema de la topología, la PC se comunica con los hubs a través de un convertidor de interfaz RS-USB o similar, el servidor – a través de un switch instalado como parte del complejo de comunicación.

Convertidor de interfaz USB-RS485

La mayoría de los problemas están en el software personalizado. Las principales marcas comerciales de medidores de electricidad – «Energomera», Nik, «Mercury» – están todas acompañadas de sistemas de administración de software, gratuitos para uso no comercial. Pero a efectos de desunificación, se ha hecho para que todo funcione correctamente solo si todos los medidores del sistema son solo de este fabricante y preferiblemente del mismo modelo. De lo contrario, debe modificar los productos abiertos y las herramientas del sistema operativo, conectar a cada suscriptor individualmente y realizar una administración continua..

Es especialmente importante que cuando se usa software propietario, la entrada no autorizada al sistema es imposible: el código fuente de los programas está cerrado y es difícil de piratear, además, de hecho, los datos se almacenan en la memoria de los contadores, el servidor simplemente los duplica y los organiza. La memoria del medidor está protegida contra escritura mediante una contraseña, que no se puede cambiar durante una conexión remota; simplemente no hay privilegios necesarios. Por lo tanto, para una protección confiable contra cambios, solo necesita configurar la reescritura regular de la base de datos. Lo que no es menos interesante, el sistema funciona «fuera de la caja» y es fácil de estudiar, no es necesario realizar modificaciones serias y, por lo tanto, no se requiere una perfecta posesión de la programación del operador y las habilidades de administración del sistema operativo..

Instalación y ajuste del sistema

Cada suscriptor de ASKUE está conectado individualmente. El responsable de este proceso debe tener un archivo Excel con la base de consumidores. Esta base de datos contiene el nombre y la información de contacto del suscriptor, así como el modelo y el número de serie del medidor. Si el medidor tiene un puerto de telemetría digital, anote la dirección del dispositivo de red. Si la salida es una señal discreta, se instala un sensor del tipo correspondiente, al que se configura manualmente la dirección de red y también se ingresa en la base de datos.

El medidor o un sensor instalado en él se conecta al concentrador del sistema directamente a través de una conexión por cable. Para esto es bueno el protocolo UART: el cable se puede tender de abonado a abonado a una distancia de hasta un kilómetro, solo es importante reducir proporcionalmente la velocidad de transmisión. Los métodos de comunicación en AMR se pueden combinar, por ejemplo, conectando grupos de abonados remotos a través de un punto de radio o vía GSM. Al final, todo se convierte en solo costos adicionales para el equipo de comunicación y conversión de señal, así como la elección de la configuración de programa adecuada. El método de conexión del suscriptor debe ingresarse en la base en el campo de notas.

Antes de instalar el medidor, parametrice: restablezca la configuración, sincronice el reloj en tiempo real, genere el tipo correcto de señal en la configuración de salida y comunicación: un procedimiento paso a paso según el manual del usuario. Al utilizar convertidores de interfaz, primero deben configurar la dirección de acuerdo con la topología de la red, así como estudiar las instrucciones de funcionamiento y configurar los parámetros de comunicación de acuerdo con el protocolo actual. No obstante, dado que el núcleo del sistema está conectado mediante una interfaz en serie, puede conectarse a él en cualquier punto. Es por eso que todo el equipo instalado en el lado del consumidor se puede preinstalar en el soporte para ajuste y prueba en condiciones convenientes, y luego se puede transferir al sitio de instalación casi completamente ensamblado. En la base de datos del complejo de administración, no es necesario cambiar la configuración de conexión del suscriptor..

El costo de cambiar a la contabilidad automatizada

Rara vez tiene sentido participar de forma independiente en la instalación y el ajuste de ASKUE; por lo general, dichos proyectos se crean en forma cooperativa con la participación de un contratista externo. Los precios de los equipos y la instalación difieren de una región a otra, en promedio, el presupuesto del proyecto es de 6 a 10 mil rublos para cada consumidor. Existe una diferencia significativa en el número de suscriptores: cuanto más hay, en última instancia, más barato, y la densidad de ubicación de los medidores en el área también es de gran importancia. Cuanto más compleja sea la jerarquía de la red, mayor será el costo del proyecto..

No debemos olvidar que el gasto inicial casi siempre no es la única inversión. Si el número de suscriptores es superior a 100 o utiliza topologías de comunicación complejas, deberá pagar los servicios de un administrador remoto. Si se utiliza GSM para la comunicación, el suscriptor deberá pagar por cada sesión de comunicación con el sistema, que son casi 50 solicitudes de CSD o SMS por día..