Информационная система энерго и ресурсосбережения (ИСЭРС)

В. Е. Мартиросов, профессор, д. т.н., А. П. Гуськов, с. н.с., к. т.н (Московский авиационный институт)

Эффективное использование энергоресурсов (электроэнергии, тепла, воды и т. д.) на крупных предприятиях, таких как технические университеты, возможно только с привлечением современных информационных технологий контроля и учета их расхода. Разработанная в МАИ информационная система энерго и ресурсосбережения осуществляет сбор и обработку информации о расходовании энергоресурсов с большого массива первичных абонентов (корпусов и подразделений предприятия) на компьютере центрального терминала. Получаемая информация о почасовом расходе энергоресурсов позволяет оперативно реагировать на их нерациональное использование, выявлять и устранять их перерасход и утечку, создавать строгую отчетность расхода энергоресурсов по подразделениям предприятия.

Отметим, что стоимость применяемых в настоящее время систем сбора и обработки информации в значительной степени определяется затратами на прокладку ее каналов связи (при достаточно большом разнесении объектов и разветвленной системе датчиков внутри объекта затраты на прокладку каналов связи могут достигать 50-70 % от стоимости системы в целом).

Отличительной особенностью системы ИСЭРС является полное устранение капитальных затрат на прокладку каналов связи. Это достигается тем, что для передачи данных локальному терминалу от датчиков расхода энергоресурсов внутри объектов (корпусов предприятия) в качестве канала связи используется стандартная силовая сеть электропитания 220/380В. Обмен информацией между центральным терминалом и локальными терминалами контролируемых объектов осуществляется раз в сутки по стандартным коммутируемым каналам телефонной связи местной или городской АТС. При возникновении внештатных ситуаций передача данных от датчиков в локальный и центральный терминалы производится немедленно.

Коммутируемые Компьютерный телефонные модем

линиилинии ПЭВМ

Локальный терминал 1

Компьютерный Компьютерный

ПЭВМ модем модем

АТС ПЭВМ

Локальный терминал 2

Центральный терминал

. . . . . . . . . . . .

Компьютерный модем

Рис.1 Структура системы ИСЭРС ПЭВМ

(верхний Локальный терминал n

 

В состав системы ИСЭРС (рисунки 1, 2) включены центральный терминал и локальные терминалы, организованные на базе ПЭВМ со специализированным программным обеспечением. Локальные терминалы обеспечивают сбор и структуризацию информации о расходе энергоресурсов с массивов датчиков, установленных в любой точке корпуса. Каналообразующая аппаратура передачи данных (контроллеры, модемы, устройства сопряжения с каналом связи) обеспечивает сбор данных и информационный трафик системы внутри корпуса. В процессе работы системы производится самодиагностика работы, что обеспечивает автоматический контроль и протоколирование состояния входящего в ее состав оборудования.

Рис. 1. Структура системы ИСЭРС (верхний уровень)

Система ИСЭРС использует оригинальные протоколы работы и специализированное программное обеспечение на всех уровнях.

Модемы передачи данных по сети электропитания работают на скорости 50 Бод, используя сигналы частотной манипуляции (FSK) с неразрывной фазой. Контроллеры системы по техническому исполнению инвариантны к типу датчиков и виду энергоресурса (электроэнергия, тепло, вода и т. д.). Данные почасового расхода энергоресурсов со всех датчиков предприятия хранятся в базе данных центрального терминала длительное время (до 10 лет). Количество датчиков, обслуживаемых системой, ограничивается только вычислительной мощностью ПЭВМ и может достигать нескольких тысяч единиц.

При разработке системы ИСЭРС применены современных технические решения, специальные меры помехозащиты в каналах связи и программируемая элементная база (цифровые сигнальные процессоры фирмы Analog Devices; однокристальные микроЭВМ серии AVR фирмы Atmel). Это позволило создать устройства, обладающие высокими технологичностью, надежностью и помехоустойчивостью в эксплуатации, а также гибкостью при модернизации и адаптации в различных информационных системах.

Коммутируемая телефонная линия


ПЭВ

 

Компьютерный модем

Модем i, 0

Устройство сопряжения i,0

Силовая сеть


. . . . . . . . . . . . . . . .

Подпись: . . . . . . . . . . . . . . . .220/380 В

Локальный терминал i

ВЧ перемычки

Устройство сопряжения i, 1

Устройство сопряжения i, 2

Устройство сопряжения i, M

Модем i, 1

Модем i, 2

Модем i, M

Контроллер i, 1

Контроллер i, 2

Контроллер i, M

Рис.2 Структура системы ИСЭРС (нижний

 

Массив датчиков

Массив датчиков

Массив датчиков

Рис. 2. Структура системы ИСЭРС (нижний уровень)

Возможные области применения системы ИСЭРС:

— автоматизированные системы контроля и управления эффективностью потребления энергоресурсов;

— системы централизованного мониторинга за аварийными и други-ми внештатными ситуациями на разнесенных в пространстве объектах;

— системы охранной и пожарной сигнализации;

— системы контроля за состоянием и параметрами объектов, работающих по безлюдной технологии.

В настоящее время проводится отработка опытных образцов системы на базе учебных корпусов МАИ, ведутся работы по созданию промышленных образцов и сертификации системы. В четвертом квартале 2001 года система ИСЭРС будет предложена на рынке оборудования по энергосбережению.

(Материал взят из книги Научнотехнический калейдоскоп Серия «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности» — Шарапов В. И.)