В условиях непрерывно увеличивающегося количества обслуживаемых узлов учета тепловой энергии (УУТЭ) и их территориальной удаленности, для сокращения эксплуатационных затрат в ПТС в 1997 году была создана автоматизированная система учета тепловой энергии (АСТУПТС), обеспечивающая автоматизацию наиболее трудоемких и продолжительных по времени работ по обслуживанию УУТЭ.

АСТУПТС, представляющая совокупность программноаппаратных средств, создавалась на основе устанавливаемых тепловычислителей, требований «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя», финансовых возможностей и внедрялась поэтапно.

1 этап (1996 год) – закупка, установка оборудования УУТЭ и стандартных программноаппаратных средств: факсмодемов, ПЭВМ, прикладных программ «Visikal» (для тепловычислителей МТ200DS ЗАО «Взлет»), «СПСеть» (для тепловычислителей СПТ, ЗАО «ЛОГИКА») и коммутируемых телефонных линий.

Цель работ – экспериментальное обоснование требований к программноаппаратным средствам.

2 этап (1997 год) – совершенствование АСТУПТС на основе опыта работ первого этапа и отзывов теплоснабжающих организаций (ТСО).

Цель работ – разработка специального программного комплекса (ПК) «Диспетчер УУТЭ» на основе СУБД MS Access и экспериментальное определение путей его совершенствования. Подробные характеристики ПК «Диспетчер УУТЭ» приведены в [1].

3 этап (1998 год) – совершенствование АСТУПТС.

Цель работ – закупка многоканальных тепловычислителей типа «ВзлетТСР» (ЗАО «Взлет») и разработка новой версии ПК «Диспетчер УУТЭ» – ПК «Аструм» [2].

4 этап (1999–2002 годы) – совершенствование АСТУПТС.

Цель работ – закупка новых многоканальных тепловычислителей типа СПТ961, СПТ941, СПТ942 (ЗАО «ЛОГИКА»), разработка ПК следующего поколения – «КливерМониторинг», дополнительно обеспечивающего [3]:

автоматизированное считывание и обработку информации с новых типов тепловычислителей, и с тепловычислителей, соединенных по кольцевой схеме;

автоматическое формирование и передачу отчетов (в электронном виде) в ТСО.

АСТУПТС решает следующие основные задачи:

удаленный автоматизированный съем, хранение и обработку данных с тепловычислителей, счетчиков ГВС и холодной воды по коммутируемым телефонным каналам связи с использованием модемов;

оперативный круглосуточный автоматизированный контроль технического состояния УУТЭ;

выявление аварийных и нештатных ситуаций на УУТЭ;

оперативный круглосуточный автоматизированный контроль договорных норм теплопотребления и теплоснабжения;

формирование отчетов о теплопотреблении в ТСО.

В отличие от автономного обслуживания УУТЭ при использовании АСТУПТС время съема информации с УУТЭ сокращается до одной минуты, а время выявления аварийной или нештатной ситуации – до часа. В этих условиях обеспечивается:

повышение среднемесячной экономичности тепловой энергии в расчете на один УУТЭ более чем в 2,5 раза;

снижение окупаемости затрат на создание УУТЭ до двух месяцев отопительного сезона;

сокращение расчетной трудоемкости более чем в 2 раза.

На 1 и 2 приведены данные по интенсивности возникновения аварийных и нештатных ситуаций за девять отопительных сезонов.

С 2003 года ПТС внедряет на своих объектах автоматизированные индивидуальные тепловые пункты (АИТП). К настоящему времени на восьми АТС созданы АИТП.

Вместе с тем, известные ограничения ПК «Аструм» и «КливерМониторинг» по количеству обслуживаемых УУТЭ, уровню автоматизации задач и контролю аварийных и/или нештатных ситуаций, с одной стороны, и дистанционному управлению режимами работы АИТП, с другой стороны, определили необходимость создания новой распределительной информационноуправляющей системы (РИУСПТС).

С 2004 года в ПТС начата разработка и внедрение РИУСПТС, основу которой составляет ПК «ПоТокС». В настоящее время завершен первый этап разработки [5].

Реализованный проект является первым опытом создания систем нового поколения. Системы подобного назначения обеспечивают принцип. возможность автоматического контроля возникающих аварийных и/или нештатных ситуаций в автоматическом режиме. При этом за диспетчером системы остаются функции контроля за верхним уровнем системы, и функции по обеспечению организационных мероприятий, связанных с устранением возникших аварийных и/или нештатных ситуаций.

В настоящее время объекты ПТС можно разделить на две группы по признаку наличия автономного контура регулирования.

Структура системы представлена на 3, Система включает в себя две подсистемы: чисто информационную ПТС1 (аналог ПК «КливерМониторинг») и информационноуправляющую ПТС Одной из целей первого этапа работ была отработка аппаратной составляющей подсистемы ПТС2.

С учетом опыта эксплуатации предыдущей версии системы, использование которой становится весьма затрудненным при числе УУТЭ порядка 100, в РИУСПТС заложено требование обеспечить число контролируемых объектов до 300–40 Для реализации этого требования в РИУСПТС применяется база данных ORACLE и мультиплицированный модемный канал с максимальным количеством используемых модемов – 8, что обеспечивает необходимый запас как по производительности системы с точки зрения цикла опроса УУТЭ, так и по емкости базы данных. При этом выбор СУБД ORACLE был обусловлен тем, что использование этой базы данных является внутренним стандартом для информационных систем, эксплуатируемых в ПТС.

Одним из ограничивающих требований к системе являлась необходимость сохранения структуры коммуникационной компоненты, т. е. использование не более одной телефонной линии на один УУТЭ и одного контроллера ECL COMFORT300 (Danfoss) для автоматического регулирования тепловых режимов. При этом подсистема ПТС2 должна обеспечивать принцип. возможность дистанционного изменения параметров регулирования ECL COMFORT300 с АРМ инженера.

Эти требования определили необходимость разработки уникальных контроллеров ASK Lab верхнего уровня для подсистемы ПТС2.

АИТП, входящие в подсистему ПТС2, снабжены автоматизированными задвижками с дистанционным управлением ( , управление которыми может осуществляться как контроллером ASK Lab в автономном режиме, так и в режиме ручного дистанционного управления с АРМ инженера.

Основные задачи контроллера нижнего уровня:

Обеспечение связи с контроллером верхнего уровня через модем по коммутируемым телефонным линиям;

Коммутация и контроль установочных и текущих параметров тепловычислителя;

Коммутация и контроль установочных и текущих параметров контроллера ECL COMFORT300;

Изменение установочных параметров контроллера ECL COMFORT300;

Выдача аварийного сигнала на контроллер верхнего уровня при отклонении текущих параметров от установленных или неисправности оборудования;

Дистанционное управление исполнительными органами системы отопления;

Таймерное управление краном реверса отопления.

В качестве примера изучим подробное решение задачи таймерного управления краном реверса управления.

Известно, что наиболее распространенным способом отопления зданий является верхний розлив теплоносителя с однотрубными стояками отопительных приборов.

Недостатком такого способа отопления зданий является то, что вследствие теплоотдачи последовательно соединенных приборов отопления в стояках отопления и тепловых потерь, возникающих изза транспортировки горячей воды по трубам, температура горячей воды уменьшается по мере удаления от точки разводки. Поэтому эффективность теплоотдачи нагревательных приборов по этажам различна и, соответственно, различна температура воздуха в помещениях по этажам. Так при отоплении здания с верхним розливом в верхних этажах возникает эффект перетопа, а в нижних этажах – эффект замерзания. Как следствие, на верхних этажах открываются форточки и отдается тепло в атмосферу, а на нижних этажах здания включаются электронагревательные приборы.

Учитывая, что жильцы верхних и нижних этажей здания оплачивают тепловую энергию одинаково, то недостаток существующего способа отопления многоэтажных зданий в условиях постоянно возрастающей стоимости за использование тепловой энергии приводит к значительному социальному неравенству жильцов.

С целью повышения эфф. отопления многоэтажных зданий в ПТС специалистами цеха разработан, запатентован и внедрен новый энергосберегающий способ отопления [6].

Суть способа заключается в том, что путем попеременного изменения направления циркуляции теплоносителя переключается системное отопление с верхнего розлива на нижний и наоборот. Такой способ отопления обеспечивает распределение тепловой энергии равномерно по всей высоте здания, так что наряду с эффектом комфортной температуры на всех этажах, жильцы здания за одинаковую плату получают равное количество тепла.

Этот способ отопления был внедрен и опробован на 5этажном нежилом здании (типовой АТС). Был достигнут эффект выравнивания температуры в помещениях. В результате наблюдений было установлено, что при переключениях направления циркуляции теплоносителя температура воздуха в помещениях верхнего этажа снижалась на 2–3 °C, а в помещениях нижнего этажа повышалась на 5–7 °C.

Для контроля за результатами действия оператора АРМ инженера, и в целях накопления опыта, на одном из АИТП была смонтирована система цифрового видеонаблюдения на базе четырехканального цифрового IPвидеоконтроллера. В этой конфигурации система обеспечивала для оператора принцип. возможность визуального контроля за текущим состоянием задвижек.

На 5 показан вид виртуальной панели управления АРМ инженера в режиме ручного управления.

К настоящему времени проведен ряд экспериментов как по визуальному контролю за текущими положением задвижек, так и по визуальному способу съема показаний с манометров. При этом сжатый видеопоток передавался по 100 Мбитной локальной сети на АРМ инженера. При отображении информации с одной контрольной точки оператору представлялась принцип. возможность отслеживать ситуацию на объекте в телевизионном режиме, т. е. 25 кадр./с.

Следует отметить, что видеоконтроллер использует мультиплицированный видеовход и при необходимости отображения двух и более точек возникают задержки, обусловленные тем, что минимальное время переключения м. каналами составляет 250–300 м/с, что соответствующим образом ограничивает качество видео. при передаче команд управления по одному из каналов оказалось целесообразным отслеживать ее выполнение с помощью закрепленной за этим каналом камеры. При необходимости отслеживать ситуацию в двух и более контрольных точках разработанный ПК обеспечивает две возможности.

Вопервых, можно сканировать каналы по очереди с задаваемым оператором периодом переключения каналов, а вовторых, использовать режим псевдоквадратора ( . В этом режиме на виртуальной панелиэкране отображается от двух до четырех видеопотоков с отображением времени получения последнего кадра с объекта. При расширении этого способа контроля на все объекты архитектура системы несколько усложнится. В этом случае потребуется обеспечить принцип. возможность подключения IPконтроллера к сети Интернет.

Был выполнен ряд экспериментов по использованию модемов для передачи видеоизображений. Проведенные эксперименты показали, что в условиях СанктПетербурга имеется принцип. возможность передавать видеоизображение со скоростью 0,5–1 кадр./с, что обеспечивает принцип. возможность контроля по видеоканалу в реальном времени.

выполненные экспериментальные работы по проверке системы показали жизнеспособность выработанной концепции построения системы и ее работоспособность. Демонстрационный показ работы РИУСПТС представителям энергосбыта ГК ОАО «Ленэнерго» получил положительный отзыв.

Отработанные принципы построения системы, и полученный коллективом цеха АУЭ опыт ее разработки и эксплуатации могут быть использованы при создании аналогичных систем для предприятий и организаций города.

Литература
Коммерческий учет энергоносителей: Материалы VI научнотехнического семинара, СПб., ноябрь, 199 С. 40–46.

Коммерческий учет энергоносителей: Материалы международной научнотехнической конференции, СПб., ноябрь, 199 С. 200–202.

Коммерческий учет энергоносителей: Материалы 14 международной научнопрактической конференции, СПб., ноябрь, 200 С. 141–143.

Коммерческий учет энергоносителей: Материалы 16 международной научнопрактической конференции, СПб., декабрь, 200 С. 80–81.

Коммерческий учет энергоносителей: Материалы 21 Международной научнопрактической конференции, СПб, май, 200 С. 285–288.

Титович Ю. В., Барашков В. М., Эйбер И. М. Способ отопления помещений многоэтажных зданий и устройство, его реализующее. Патент на изобретение № 2154239 от 10 августа 2000 года.