В настоящее время Автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ) является одним из растущих и перспективных сегментов рынка промышленной автоматизации.

Развитие этого рынка обусловлено необходимостью повышения конкурентоспособности российских предприятий, уменьшения издержек на производство и отказом от затратной схемы ценообразования. Сейчас не затраты, а рынок определяет цену изделия, а прибыль является разницей м. рыночной ценой и издержками производства. Хочешь иметь прибыль - научись эффективно управлять ресурсами.

Оговоримся сразу, что статья не ставит перед собой задачу серьезного агресс. маркетингового исследования рынка современных средств и технологий учета энергоресурсов, а намечает лишь ориентиры для читателя, желающего ознакомиться с указанной областью.

АСКУЭ сформировались как подкласс автоматизированных систем управления технологическими циклами (АСУ ТП). Для современных АСКУЭ характерно использование мощных микроциклорных устройств на нижнем уровне системы - уровне полевых приборов учета, а также следующие черты: реальная многозадачность, появившаяся в результате внедрения операционной системы Windows NT. Она позволяет одновременно решать на одной ПЭВМ несколько задач: собирать и обрабатывать данные от узлов учета энергии, отображать эту информацию в удобном для оператора виде, формировать необходимые протоколы отчетов, поддерживать работу подсистемы аварийных сообщений; цифровые технологии обработки данных, характерные для всех современных информационно-вычислительных систем. Они позволяют создать фундамент для единого информационного пространства данных и балансов энергопотребления и передавать указанные данные по телекоммуникационным сетям; модульная структура аппаратных и программных средств, позволяющая осуществлять поэтапную модернизацию АСКУЭ на протяжении длительного жизненного цикла и использовать преимущества типовых проектных решений. Модульность построения - одно из требований открытой архитектуры АСКУЭ; развитые системные интерфейсы, дающие принцип. возможность вертикальной и горизонтальной интеграции подсистем АСКУЭ и взаимодействия с другими подсистемами автоматизированной системы управления производством. Полностью открытая объектно-ориентированная архитектура программных средств АСКУЭ, интеграция со стандартными инструментальными средствами, взаимодей-ствие прикладных программ со средствами управления реляционными базами данных - основные требования к современным АСКУЭ; принцип. возможность глубокой модернизации на протяжении всего жизненного цикла, необходимая из-за длительного жизненного цикла АСКУЭ и того факта, что в век информационных технологий существенное изменение аппаратных и программных средств происходит каждые два-три года.

Главное отличие современных технологий учета энергоресурсов - это переход от нормативного к оперативному учету энергоресурсов по факту на всех уровнях управления предприятием. Нормативный учет основан на применении нормативов потребления энергоресурсов, соответствующих режимам энергопотребления, заложенным при проектировании для предельных показателей расходов энергоносителей. Но только оперативный учет обеспечивает использование экономических механизмов управления энергопотреблением и гибкое ценообразование.

НЕМНОГО ИСТОРИИ

В 80-е гг. уже существовали как технические, так и коммерческие системы учета энергоресурсов в области учета электроэнергии.

Первый шаг в направлении создания АСКУЭ был сделан в области систем технического и коммерческого учета электрической энергии в начале 80-х, когда появились устройства формирования импульсов и сумматоры в виде устройств сбора данных, и электронные счетчики импульсов. Так появилось первое поколение АСКУЭ.

Информационно-измерительные системы электроучета (ИИСЭ) в течение длительного времени производил завод ВЗЭТ, г. Вильнюс. На архитектуру ИИСЭ оказал влияние подход, широко используемый в автоматизированных системах научных исследований (АСНИ).

Систему учета энергии ЦТ-500 производил завод Точмаш, г. Киев. Эта система применялась для учета электрической энергии и мощности промышленных предприятий и предприятий энергетики.

Применялись электроиндукционные счетчики, которые производили и производят несколько заводов: Мытищинский электротехнический завод, Московский эавод электроизмерительных приборов и Рязанский приборостроительный завод. Электронные счетчики электрической энергии не выпускались.

В области систем учета тепла первичные и вторичные измерительные преобразователи и системы учета энергоресурсов производили в основном заводы бывшего Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления СССР: Московский завод Манометр, Таллинский приборостроительный завод, Улан-Удинский и Казанский заводы Теплоприбор.

После распада СССР заводы бывшего Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления СССР в основном сохранили свои позиции на рынке, но на нем появились предприятия оборонного комплекса, быстро освоившие производство приборов и систем учета энергии, в том числе и тех, которые ранее не производились в России. Предприятия оборонных отраслей принесли более высокий технологический уровень и строгую систему контроля качества, что привело к обострению конкуренции на рынке, и, как следствие, к росту точности и надежности приборов учета энергии.

Благодаря электронным компонентам зарубежного производства, российские производители стали шире использовать современные сетевые средства и цифровую технологию получения и обработки данных. Достаточно сказать, что на данный момент больше половины выпускаемых приборов измерения расхода теплоносителей и теплосчетчиков оснащены современными цифровыми интерфейсами. По ряду параметров характеристики лучших средств учета российских производителей находятся на мировом уровне. Например, точность измерения тепла теплосчетчика СТЭМ, производимого ПО Машиностороительный завод Молния, составляет 2%, что находится на уровне лучших зарубежных аналогов.

НПО Старт, г. Пенза, существенным образом усовершенствовало архитектуру АСКУЭ класса ИИСЭ в первую очередь в направлении унификации устройств сбора данных (различные виды энергоресурсов, функции телесигнализации и телеизмерения), во-вторых, в направлении создания контроллеров, обеспечивающих хранение архивов и передачу информации в ПЭВМ, в третьих, в направлении разработки простого в обращении пакета программ АСКУЭ.

В это же время ведущие зарубежные фирмы, такие как Сименс, АББ, Данфосс, давно работающие на российском рынке, пошли по пути создания совместных предприятий, которые быстро заняли заметные позиции на рынке систем и средств учета энергоресурсов. В области систем учета расхода электроэнергии и контроля мощности это совместные предпри-ятия АББ ВЭИ Метроника (концерн АББ и ВЭИ им. Ленина), АББ Реле-Чебоксарым (АББ и Чебоксарский электроаппаратный завод и Всероссийский научно-исследовательский институт релестроения).

СП АББ ВЭИ Метроника осуществило серийное производство в России счетчиков электроэнергии и измерителей мощности серии Альфа фирмы АББ и мультиплексоров МПР-1 Это позволило построить АСКУЭ по двухуровневой схеме, отказавшись от промежуточного контроллера, что вполне допустимо для АСКУЭ небольшого масштаба.

Комплекс технических средств (КТС) Метроника-Альфамет наиболее полно использует возможности счетчика Альфа и прост в освоении. Его программное обеспечение может работать с операционной системой MS-DOS.

В табл. 1 представлена попытка классификации АСКУЭ в виде трех поколений систем.

УСТРОЙСТВА АСКУЭ НА ПОЛЕВОМ УРОВНЕ

Приборы учета стали интеллектуальными. Новое поколение приборов учета энергоресурсов использует мощные микроциклоры и цифровые технологии для получения и обработки данных об энергопотреблении, они объединяют функции измерительных приборов, устройств связи с объектом УСО и контроллеров, что во множественных случаях делает излишним использование дополнительных контроллеров для сбора и обработки данных в АСКУЭ.

Интеллектуальные приборы учета позволяют создавать системы с оптимальным уровнем децентрализации, что наиболее полно раскрывает возможности архитектуры клиент-сервер.

Прибор учета энергии включает в себя несколько первичных приборов, преобразователей, ист. питания и вычислитель. Прибор должен обладать достаточной вычислительной мощностью, емкостью памяти и коммуникационными интерфейсами. Для современных интеллектуальных счетчиков энергии (ИСЭ), применяемые в АСКУЭ, характерны следующие особенности: наличие одного или нескольких микроциклоров; наличие локального дисплея; высокая точность измерения активной и реактивной энергии и мощности в сочетании с достаточно большим настраиваемым диапазоном измерения; принцип. возможность подключения переносного пульта для настройки и считывания информации со счетчика (наличие оптопорта); модульный принцип построения, облегчающий построение АСКУЭ и последовательную модернизацию счетчика на протяжении его жизненного цикла; наличие развитой системы внешних интерфейсов: токовая петля, ИРПС, RS 232, RS 422\ 485, число-импульсный выход; реализация многотарифного режима измерения энергии и мощности; многоуровневая система протекции от несанкционированного доступа (механические и электронные пломбы, система паролей, фиксация каждого нарушения штатного режима работы); удобство и простота метрологической поверки, автоматическая регулировка нуля; устойчивость к механическим, электромагнитным и климатическим воздействиям; принцип. возможность синхронизации таймеров узла учета с таймером сервера АСКУЭ (осуществляемая периодически и по команде сервера).

При использовании интеллектуальных счетчиков энергии в АСКУЭ базовой проблемой является полнота информации, считываемой со счетчика за сеанс связи. Состав кадра информации может составить свыше сотни информационных параметров (тэгов) базы данных АСКУЭ, так что возникают определенные проблемы при организации внутригруппового опроса. Чтобы решить эту проблему, необходимо выбрать состав кадра информации, считываемой за сеанс связи со счетчиком, и способ организации последовательно-параллельного опроса данных.

Наличие унифицированного цифрового выхода делает возможным использование стандартных устройств ввода-вывода ПЭВМ и стандартный DDE-протокол для подключения внешних серверов АСКУЭ.

Цифровые технологии обработки данных, реализуемые с помощью интеллектуального счетчика, позволяют оператору энергоцеха определить первопричины нарушения без вызова специалиста ремонтных служб.

Современные электронные счетчики электрической энергии и мощности могут иметь класс точности 0,2%. Это оправдано и необходимо в системах коммерческого учета электрической энергии, но требует для их поверки весьма точного оборудования, что резко удорожает стоимость эксплуатационных расходов. Во множественных системах АСКУЭ можно использовать счетчики класса точности 0,5..2,0%, стоимость обслуживания которых значительно ниже.

Точность измерения тепла 2% от шкалы измерения не идет ни в какое сравнение с точностью измерения электроэнергии, поскольку до сих пор не созданы счетчики прямого измерения тепла, а измерение косвенного параметра не может быть точным.

УСТРОЙСТВА СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Устройства сбора данных и контроллеры, выполняющие их роль, осуществляют преобразование число-импульсных сигналов счетчиков энергии в цифровые, синхронизируют таймеры счетчиков, выполняют роль архивов и выполняют функцию развязки. Кроме того, в системах коммерческого учета электроэнергии их присутствие в АСКУЭ необходимо по требованию нормативных документов энергоснабжающих организаций. (Типовые технические требования к средствам автоматизации контроля и учета электроэнергии и мощности для АСКУЭ энергосистем РАО ЕЭС России).

УСТРОЙСТВА ВЕРХНЕГО УРОВНЯ АСКУЭ

Устройства верхнего уровня АСКУЭ осуществляют опрос и сбор информации от УСПД и счетчиков по каналам телекоммуникаций, реализуют функции хранения, визуализации и документирования, и осуществляют связь с другими автоматизированными системами как самого предприятия, так и коммерческими сегментами сетей АСКУЭ энергоснабжающих организаций. Они реализуются, в виде компьютерных сетей ПЭВМ.

К системам учета и управления энергоресурсами предъявляется шесть основных требований:

Микроциклорные узлы учета энергоресурсов должны обеспечивать принцип. возможность хранить архивы и выдавать за время сеанса связи достаточно большое количество различных данных, относящихся к количеству и качеству энергии и энергоносителей.

Все средства учета должны поддерживать коммерческое время, которое считается (или является) измеряемым параметром в системе.

Все средства учета должны обеспечивать надежные механизмы ограничения доступа и предотвращения хищений энергии.

Вся система учета, включая программно-технический комплекс, должна быть метрологически аттестована, а приборы учета должныбыть внесены в реестр средств измерений в качестве приборов для коммерческого учета.

Система учета энергоресурсов, как система с длительным жизненным циклом, должна состоять из ядра и набора сменных модулей.

Для систем учета энергоресурсов достаточно реализации режима мягкого реального времени (жесткое реальное время требует малого времени реакции автоматизированной системы на команду управления).

ГОТОВЫЕ РЕШЕНИЯ АСКУЭ

Большинство производителей средств учета энергоресурсов предлагают комплексные решения, включающие дополнительные услуги в виде проектных, монтажно-наладочных работ, консультирования и обучения. Отдельно следует остановиться на таком сравнительно новом явления, как поставка полностью готовых решений.

Примерами подобных систем являются упоминаемые выше КТС Энергия и КТС АльфаМет. соблазнительной стороной полностью готовых решений является высокая заводская готовность комплекса к использованию у заказчика, который часто может обойтись без обследования и даже без проекта системы. Для готового решения используются PC-технологии промышленной автоматизации, офисные компьютеры и офисное программное обеспечение, это уменьшает стоимость системы и упрощает ее обслуживание.

Данные системы завоевали рынок небольших и средних систем учета энергоресурсов.

Как известно, универсальных решений не бывает, поэтому область применения полностью готовых решений ограничена. Трудно рассчитывать, что готовые решения смогут выдержать несколько модернизаций в течение жизненного цикла системы учета.

С другой стороны, программно-конфигурируемые программно-технические комплексы систем учета энергоресурсов по сути дела являются развитием идеи типовых проектных решений для систем промышленной автоматизации и, безусловно, являются перспективным направлением современных систем учета энергоресурсов.

РЫНОК УСЛУГ

На рынке услуг уверенно лидируют предприятия малого бизнеса. Эти предприятия прошли тяжелый этап борьбы за выживание и обслуживают следующие направления услуг на рынке: системную интеграцию в области средств и систем учета энергоресурсов; собственные разработки технических и программных средств на базе программно-технических комплексов отечественных производителей; адаптацию аппаратных и программных средств зарубежного производства; консультирование; монтажно-наладочные работы, сертификацию и аттестацию систем; обучение.

В стране работают несколько сотен малых инжиниринговых фирм, которые занимаются разработкой, созданием, обслуживанием и обучением в области автоматизации энергопотребления в промышленном и жилищно-коммунальном секторах.

Большая группа малых фирм образована бывшими работниками служб контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА) промышленных предприятий, часто в виде их дочерних фирм, и именно эти фирмы являются системными интеграторами фирм-поставщиков упомянутых выше полностью готовых решений.

Многие малые фирмы создавались специалистами в области компьютеризации, офисных систем, промышленной автоматизации, преподавателями вузов и университетов. Сейчас они доминируют на рынке програмных средств для АСКУЭ.

Небольшое число фирм (главным образом из Москвы и Санкт-Петербурга) занимаются обучением специалистов заказчика новым технологиям учета и управления энергопотребления. Большинство малых фирм оказывают консультативные услуги, но они связаны с обслуживанием производимых ими приборов и средств учета, либо с программными и аппаратными средствами тех производителей, системными интеграторами для которых они являются.

Важным сегментом рынка услуг являются услуги по стандартизации и сертификации.

В России действуют центры сертификации и стандартизации Госстандарта. Все приборы учета энергоресурсов должны иметь сертификаты Госстандарта, Госглавэнергонадзора и должныбыть внесены в Государственный реестр средств измерений. Они должны проходить метрологическую поверку в установленные сроки в Центрах испытаний и сертификации.

Кроме того, автоматизированные системы коммерческого учета энергоресурсов должныбыть сертифицированы в Региональных центрах стандартизации, метрологии и сертификации.

Услуги по метрологической поверке, аттестации и сертификации оказывают упомянутые центры, предприятия-производители и малые фирмы, имеющие соответствующие лицензии на проведение указанной деятельности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В сегменте приборов и средств учета следует ожидать роста точности измерения энергии и мощности, повышения надежности и функциональности, увеличения объемов памяти и расширения функций сетевых интерфейсов.

Особенно бурное развитие прогнозируется в области телекоммуникаций для систем учета энергии. Возрастет доля услуг в области связи и передачи данных по электрическим проводам, кабелям, воздушным линиям электропередачи, сотовым сетям. Произойдет переход к корпоративным сетям передачи данных с интеграцией служб промышленности, энергетики и жилищно-коммунального сектора. УСПД будут играть роль согласующих устройств и концентраторов для различных сегментов промышленных сетей.

Вместе с тем, готовые решения сохранят свои позиции в сегменте рынка с небольшим и средним числом точек учета, и как дешевый вариант для подсистем технического учета энергоресурсов.

Но самое главное, центр тяжести постепенно перейдет от функции учета и документирования к внедрению контроля удельных затрат энергоресурсов и гибкому ценообразованию на промышленную продукцию. Все это будет способствовать решению базовой задачи энергосбережения - снижению удельной доли энергоресурсов в себестоимости промышленной продукции.

Источник: http://www.elcp.ru/