Передовые технологии для эффективного управления: как был налажен автоматизированный абонентский учет газа в Республике Саха
В 2023 году была введена в промышленную эксплуатацию автоматизированная система учета газа (АСКУГ) в городе Ленск, Республика Саха (Якутия) для ООО «ГДК Ленск-Газ» (дочернее предприятие АО «Сахатранснефтегаз»).
Историческая справка:
Город (с 1963) в России, административный центр Ленского района Республики Саха (Якутия), образует городское поселение город Ленск. Расположен на левом берегу реки Лены, на Приленском плато, в 840 км от Якутска.
Дата основания: 1663 год. Население: 21 181 чел. Площадь: 46,2 км².
Суть задачи, поставленной перед нами при реализации проекта
Заказчик является ресурсоснабжающей организацией в г. Ленск. Потребителями являются как крупные заказчики: котельные, санатории, пансионаты, так бытовые потребители, в том числе малоэтажная застройка.
В своей деятельности ООО «ГДК Ленск-Газ» столкнулось со следующими проблемами:
- Хаотичная, несвоевременная передача показаний;
- Отсутствие возможности своевременно рассчитать реализацию;
- Наличие коммерческих и технических потерь газа;
- Невозможность сведения баланса потребления на газопроводах среднего и низкого давления.
В связи с этим ООО «КОМЕТА» было выдано техническое задание на полный цикл производства, включая:
- Проектирование системы АСКУГ;
- Расчет покрытия радиосигналом города и пригорода;
- Разворачивание сети базовых станций;
- Монтаж оборудования;
- Проведение пуско-наладочных работ;
- Ввод в промышленную эксплуатацию.
АСКУГ КОМЕТА обеспечила следующие параметры работы системы:
1. Ежесуточная передача показаний и часового профиля потребления в течении всего межповерочного интервала приборов учета (10 лет), включая бытовые;
2. Обеспечение одномоментного съема показаний со всех счетчиков;
3. Подключение к уже существующему парку установленных приборов учета;
4. Гарантия резервирования каналов связи с каждого ПУ;
5. Сведение посуточного и почасового баланса;
6. Интеграция с 1С и интеграция с внешними сервисами через REST API.
А теперь расскажем, как мы это сделали
Проектирование АСКУГ КОМЕТА
Проектирование началась с получения адресной программы и списка используемых приборов учета. Было принято решение использовать технологию LoRa в данном проекте. Указанная технология позволяет эффективно, надежно обеспечить передачу данных распределенных объектов на весь срок МПИ оборудования. Анализ применения GSM технологий показал, что применение GSM модемов не позволит обеспечить передачу данных ежесуточно в течении всего срока. По нашим расчетам в режиме "ежесуточно", по GSM технологии можно передавать данные не более года. Использование альтернативных технологий — NB-IoT не позволило применять из-за отсутствия покрытия в г. Ленске.
Следующим шагом был произведен математический расчет покрытия базовых станций.
Расчет покрытия города
Для решения целей и задач было необходимо рассчитать зону покрытия в городе учитывая рельеф его местности и застройку. Сотрудники КОМЕТЫ произвели бесплатный расчет покрытия, определили количество базовых станций для распределения сигнала, которое обеспечило резервирование каналов передачи данных на каждом объекте. Таком образом, выход из строя или отключение одной из базовых станций не ведет к отказу системы. Ниже мы покажем наглядно, как были организованы точки установки базовых станций.
Схема установки базовых станций LoRaWAN в расчетных точках
Радиусы оптимальных зон покрытия базовых станций LoRaWAN в расчетных точках
Расчетные уровни сигнала LoRa в зоне покрытия базовых станций LoRaWAN в расчетных точках установки
Далее, потребовался подбор оборудования
Мы исходили из того, что характеристики окружающей среды в местах размещения оборудования АСКУГ были следующими:
- температура окружающего воздуха от минус 50°С до плюс 45°С;
- относительная влажность воздуха не более 90% при 25°С;
- атмосферное давление 70-106,7 (537-800) кПа (мм. рт. ст.).
Оборудование по климатическим условиям размещения должно соответствовать категории УХЛ3.1 согласно ГОСТ 15150-69 «Исполнение для различных климатических районов».
Список используемых приборов учета
- Газэлектроника BKP-G6T
- Elster BK-G25T
- Elster EK260
- Elster BK-G4
- Метэко MK-G4
- Elster EK270
- Метэко MK-G4T
- Elster BK-G10T
- Elster BK-G6
- Elster BK-G16T
- Метэко MK-G6
- Elster BK-G25
- Elster BK-G6T
- Elster BK-G10
- Elster EK260
- Elster EK270
А также, имеющиеся на объекте автоматизации абонентские и коммерческие приборы учета газа.
Разработка решения по базовым станциям
Для работы базовых станций были предложены специальные шкафы с нагревательными элементами и подогревом до эксплуатационной температуры, что обеспечивает работу в указанных температурных режимах. Во время опытной эксплуатации температура окружающей среды доходила до -48° C.Надежная и безотказная работа оборудования показала правильность выбранного решения.
Каждая БС была оборудована прибором учета электроэнергии, данные с которого через «свою» БС поступают в АСКУГ КОМЕТА, позволяя в онлайн режиме контролировать параметры электроэнергии, а также потребление электроэнергии самой базовой станцией.
Монтаж и ПНР оборудования АСКУГ КОМЕТА
Монтаж оборудования производился в двух направлениям:1. Подключение к уже существующему оборудованию.
Для организации сбора показаний использовались датчик и счетчик импульсов, объединенные в единый измерительный комплекс. Измерительный комплекс подключается к счетчику газа и сразу производятся пуско-наладочные работы прямо на объекте учета: проверяется уровень радиосигнала и корректируется место установки оборудования передачи данных, устанавливаются начальные показания, проверяется время, устанавливается вес импульса измерения. Пуско-наладочные работы производились с помощью сервисного мобильного приложения для газовых счетчиков КОМЕТА Профи. Таким образом обеспечивается контроль правильности показаний на приборе учета и в информационной системе. А также, производилось фотографирование текущих показаний с привязкой к ГЛОНАСС координатам, что в последствии позволило проверить правильность показаний с привязкой к адресам установки и лицевым счетам. Все ошибки ввода данных были исправлены в момент регистрации оборудования в системе.
2. Монтаж новых приборов учета.
Замену приборов учёта, вышедших за МПИ, а также подключение к ним оборудования связи осуществляли сотрудники ООО «ГДК Ленск-Газ» самостоятельно. Интуитивно понятный интерфейс специального сервисного мобильного приложения для монтажа счётчиков газа позволило качественно и оперативно провести все пуско-наладочные работы.
Организация абонентского учета газа
Пусконаладочные работы
На этапе ПНР производилась сверка начальных показаний на ПУ и поступаемых показаний через АСКУГ. А также, правильность заведения всей нормативно справочной информации, включая сверку номеров оборудования с ФГИС «Аршин» — государственным реестром средств измерений, используемый для обеспечения единства измерений в сфере метрологии. Все оборудование, которое было смонтировано успешно вышло на связь сразу же после монтажа.
Программное обеспечение АСКУГ КОМЕТА
Принципы построения и организации взаимодействия ПО АСКУГ
Программное обеспечение АСКУГ КОМЕТА строится на основе совокупности следующих функционально законченных программных продуктов:
- ПО счетчиков импульсов;
- ПО LoRaWAN (ПО радиомодулей LoRaWAN, ПО БС и ПО сервера LoRaWAN);
- ПО «Комета энергоучет».
Взаимодействие между программными продуктами организуется на основе следующих типов протоколов обмена данными:
- протокол обмена данными счетчика импульсов (ПО счетчика);
- протокол LoRa (ПО радиомодуля LoRaWAN, ПО БС);
- протокол TCP/IP (ПО БС, ПО сети LoRaWAN, ПО «Комета Энергоучет».
Принцип построения структуры связей между программами АСКУГ иллюстрируется рисунком
Структура связей между программами АСКУГ
Программное обеспечение счетчиков
Программное обеспечение счетчиков импульсов реализует следующие функции:
- измерение количества импульсов, поступающих на импульсные входы с датчиков импульсов, установленных на счетные механизмы счетчиков газа или с импульсных выходов корректоров газа;
- архивирование данных измерений;
- обеспечение привязки измерений к меткам времени;
- контроль воздействия на счетный мехнизм счетчика газа.
Программное обеспечение радиомодуля LoRaWAN
Программное обеспечение реализует следующие функции:
- обмен данными по радиоканалу 868 МГц с БС LoRaWAN;
- контроль работоспособности модуля.
Программное обеспечение БС LoRaWAN
Программное обеспечение БС реализует следующие функции:
- подключение к серверу сети LoRaWAN (ПО сети LoRaWAN)
- передача данных на сервер сети LoRаWAN ПО сети LoRaWAN).
- обмен данными по радиоканалу 868 МГц с радиомодулями счетчиков.
Программное обеспечение ЦСОД
Назначение ПО ЦСОД в части задачи коммерческого учета заключается в следующем:
- передача показаний и результатов измерений счетчика газа, присоединенного к интеллектуальной системе учета;
- предоставление информации о количестве потребленного газа;
- передача данных о параметрах настройки и событиях, зафиксированных счетчиком импульсов, присоединенным к интеллектуальной системе учета;
- передача архива данных;
- оповещение о возможных недостоверных данных, поступающих с со счетчиков импульсов в случае, воздействия магнитным полем на элементы счетчика газа.
Важные особенности внедренной АСКУГ КОМЕТА
Высокая частота опроса данных
Счетчики опрашиваются ежедневно с точностью до часа, что составляет то 24*365 = 8760 показаний в год в течении 10 лет (весь срок МПИ).
Одновременность показаний
Одновременность снятия показаний со всех приборов учета газа позволяет организовать автоматизированное сведение баланса потребления газа посуточно или каждый час.
Автоматический режим работы системы
Сбор данных потребления газа осуществляется в автоматическом режиме. Сотрудники осуществляют мониторинг работы системы, а также занимаются аналитической работой и контролируют передачу показаний в расчетные службы.
Полное соответствие регламентным документам РФ
При проектировании, ПНР и внедрении АСКУГ были учтены документы технического и метрологического регулирования технического учета газа. Оборудование и ПО метрологически поверено. ПО «Комета Энергоучет» сертифицирована и внесена в единый реестр средств измерения под номером 76335-19, как серийная система учета.
Сроки реализации проекта
Предпроектное обследование и сбор данных для составления технического задания и технорабочего проекта АСКУГ.
Проектные работы и согласование с 02.08.2023 по 15.09.2023 – в т. ч.
- Разработка и согласование технорабочего проекта АСКУГ.
- Технорабочий проект в обязательном порядке должен содержать следующие разделы:
- Общие требования;
- Основные проектные решения;
- Техническое обеспечение;
- Метрологическое обеспечение;
- Программное обеспечение и протоколы передачи данных;
- Защита от несанкционированного доступа;
- Организация эксплуатации учета;
- Порядок контроля и приемки системы;
- Сроки реализации проекта;
- Источники разработки.
Проект должен быть выполнен в соответствии с требованиями ЕСКД, и не иметь исправлений.
Поставка оборудования – до 28.11.2023.
Монтаж оборудования – до 23.12.2023.
Пусконаладочные работы и ввод АСКУГ в эксплуатацию с 23.12.2023 по 01.02.2024.
Стоимость внедрения
Розничная цена абонентской точки учета (в ценах 2023 года) составила: счётчик импульсов 3 840 руб., датчик импульсов 2 150 руб. Всё вместе: 5 990 руб.
Свяжитесь с отделом продаж компании КОМЕТА.
Нажимая «Отправить», Вы соглашаетесь с Политикой обработки персональных данных.
Резюме
Для решения проблем заказчик обратился в компанию КОМЕТА, специализирующуюся на внедрении передовых технологий учета газа. В результате проведенного анализа существующих систем и потребностей заказчика было принято решение о внедрении АСКУГ КОМЕТА.В рамках проекта были произведены следующие работы:
-
Установлена опорная сеть и оборудование передачи данных у существующих бытовых потребителей
-
Оборудована система передачи данных у новых и промышленных потребителей
-
Организован оперативный учет газа для расчета потребителей, а также сведение баланса потребления газа с точностью до одного часа
-
Произведено обучение персонала использованию ПО АСКУГ КОМЕТА
Результаты проекта
Компанией КОМЕТА была создана уникальная в России система автоматизированного учета газа в рамках целого города. Система обеспечивает 100% сбор показаний, позволяет выявлять коммерческие и технические потери. АСКУГ КОМЕТА для ООО «ГДК Ленск-Газ» повысила эффективность работы персонала компании в целом.
Справочные материалы: техническая документация по проекту
Общие требования Заказчика к системе
Требования к техническому обеспечению измерительного канала АСКУГ
Применяемые для создания АСКУГ счетчики газа должны быть внесены в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства средств измерений Российской Федерации и на момент ввода системы в эксплуатацию иметь действующее свидетельство о поверке.
Диапазон измерения счетчиков газа и измерительных комплексов в соствае счетчиков газа и корректоров газа должны соответствовать договорным значениям.
Для счетчиков импульсов, обеспечивающих непрерывный сбор измерительной информации со счетчиков газа, измерительные цепи от клемм импульсных выходов счетчиков газа до измерительных клемм счетчика импульсов должны быть выполнены единым отрезком кабеля (провода).
С целью исключения возможности безучетного потребления газа и несанкционированного доступа к коммерческой информации необходимо предусмотреть возможность пломбирования оборудования, а также пломбирования измерительных цепей. Пломбировке подлежат: клеммы измерительных цепей датчика импульсов, счетчиков импульсов, счетчики газа.
Для корректного и достоверного учета газа необходимо установить счетчики импульсов, которые подключаются к импульсным выходам датчиков импульсов, установленных на счетных механизмах счетчиков газа, или импульсным выходам существующих газовых корректоров.
Счетчики импульсов должны быть внесены в госреестр средств измерений, быть метрологически поверены и соответствовать следующим требованиям:
- Максимальная частота следования импульсов 200 Гц;
- Диапазон измерения количества импульсов от 0 до 232-1;
- Предел допускаемой относительной погрешности измерения количества импульсов ±0,1 %;
- Размер часового журнала, записей не менее 1024;
- Размер суточного журнала, записей не менее 256;
- Размер месячного журнала, записей не менее 256;
- Размер журнала событий, записей не менее 438;
- Диапазон частот радиосигнала канала передачи данных 860 – 1020 МГц;
- Класс устройства по спецификации LoRaWAN A;
- Количество радиоканалов 16;
- Выходная мощность радиопередатчика не более 25 мВт;
- Чувствительность приёмника не менее -137 дБм;
- Количество импульсных входов не менее 2;
- Количество входов «Авария» не менее 2;
- срок службы встроенной литиевой батареи при передаче данных:
-
1 раз в час - не менее 1,5 лет;
-
1 раз в 2 часа - не менее 3 лет;
-
1 раз в 2 часа - не менее 3 лет;
-
1 раз в 4 часа - не менее 5,5 лет;
-
1 раз в 6 часов - не менее 8 лет;
-
1 раз в 12 часов - не менее 13 лет.
- срок службы не менее 15 лет;
- средняя наработка до отказа –120 000 ч.;
- сохраняют работоспособность при температуре окружающего воздуха от «минус» 40°С до «плюс» 70°С ;
- контроль наличия внешнего магнитного поля;
- наличие интерфейсов связи для организации канала связи (LoRaWAN),;
- защиту счетчика импульсов от несанкционированного доступа с помощью пломбирования корпуса счетчика;
- ведение журнала событий, в котором должно фиксироваться воздействие магнитного поля на счетчик газа;
- изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени с фиксацией в журнале событий времени до и после коррекции или величины коррекции времени, на которую было скорректировано значение;
- хранение результатов измерения в энергонезависимой памяти;
- задание типа учитываемого энергоресурса и вычисление количества заданного энергоресурса по числу измеренных импульсов на входе счетчика и заданному коэффициенту пересчета (цене имульса);
- возможность организации с использованием защищенных протоколов передачи данных из состава протоколов, утвержденных Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации по согласованию с Министерством энергетики Российской Федерации, информационного обмена с интеллектуальной системой учета, в том числе передачи показаний, предоставления информации о результатах измерения количества газа, передачи журналов событий, включая:
-
корректировку текущей даты и (или) времени, часового пояса;
-
возможность передачи зарегистрированных событий в интеллектуальную систему учета в момент их возникновения и выбор их состава.
Требования к техническому обеспечению информационного канала АСКУГ
Каналы связи для передачи информации об газопотреблении должны:
- обеспечивать передачу от счетчиков газа на сервер ЦСОД по интерфейсам/каналам связи, привязанных ко времени показаний (в том числе по зонам суток), измеренных значений расхода газа и журналов событий (в зависимости от параметров сценария сбора данных), используемые протоколы обмена:
- пакетная передача данных по радиоканалу 868МГц стандарта LoRaWAN – протокол LoRa;
- обеспечивать передачу данных по основному каналу от ИИК в ЦСОД со скоростью не менее 1,2 кБит/сек при вероятности появления ошибки не хуже 10-7;
- обеспечивать передачу команд коррекции встроенных часов счетчиков в соответствии с сигналами СОЕВ;
- защиту от несанкционированного перепрограммирования и изменения первичных данных;
- передачу данных по запросу или автоматически от ИИК на сервер ЦСОД;
- возможность непосредственного параметрирования с применением переносного компьютера (через цифровые интерфейсы) или через встроенную клавиатуру и табло;
Каналы связи должны быть постоянно подключены к АСКУГ и обеспечивать возможность получения данных со всех счетчиков, включенных в АСКУГ. Использование каналов связи, предназначенных для АСКУГ, в других целях запрещается.
Требование к обеспечению единого времени в АСКУГ
Должно быть обеспечено единое системное время для всех элементов АСКУГ с точностью ±5с и предусмотрена возможность коррекции хода часов во всех элементах АСКУГ.
Требования к структуре АСКУГ
АСКУГ должна быть построена как система с многоуровневой иерархической структурой, состоящей из счетчиков газа и счетчиков импульсов, устанавленных в:
- Помещения - место установки счетчиков газа
- Жилые помещения - вводные шкафы
- Нежилые помещения - ГРПШ
Оборудование передачи данных монтируется в г. Ленске в местах установки счетчиков газа, в соответствие с адресной программой и на вышках операторов сотовой связи.
Требования к программному обеспечению
Программные средства АСКУГ должны обеспечивать:
- безотказную работу в течение всего срока службы АСКУГ, а при обновлении версий полную совместимость и сохранение всех ранее установленных и хранимых параметров;
- вычисление всех необходимых показателей потребления газа, возможность изменения в процессе работы состава и количества учитываемых параметров, а также механизмов их вычислений;
- ведение журнала событий, фиксирующего все входы в программное обеспечение, его изменения, а также все нарушения нормального функционирования устройства (сбои питания, потеря информации от счетчика, пропадания канала связи и т.п.).
Программные средства АСКУГ должны иметь механизмы как аппаратной, так и программной защиты (система паролей) от несанкционированного доступа.
В нормальном режиме функционирования системы обмен информацией между ЦСОД и счетчиками импульсов происходит по инициативе счетчиков импульсов, при этом ПО каналов передачи данных должно обеспечивать передачу любых данных, хранящихся в счетчиках импульсов, в ПО ЦСОД.
Применяемое программное обеспечение должно обеспечивать совместимость протоколов обмена данными счетчиков и сервера ЦСОД.
Общие технические требования
Средства измерений, входящие в состав АСКУГ, должны быть защищены от несанкционированного доступа знаками визуального контроля (пломбами).
Система должна иметь возможность поэтапного наращивания и модернизации ее программных и технических средств.
АСКУГ предназначена для обеспечения ООО «ГДК Ленск-Газ» точной, достоверной, привязанной к единому астрономическому времени информацией по объему отпускаемого потребителям природного газа, а также:
- автоматического сбора и унификации данных с узлов учета природного газа и газораспределительных станций в реальном режиме времени, их накопление, обработка и статистический анализ;
- импорт (экспорт) необходимых справочных и оперативных данных из (в) бизнес-системы АИС;
- формирование отчетных документов по режимам и объемам потребления газа.
С какой целью создается АСКУГ:
- измерения объема газа, позволяющего определить величины учетных показателей, используемых для коммерческого контроля информации, предоставляемой потребителями для финансовых расчетов за потребленный природный газ;
- реализации требований ФЗ-261 от 23.11.2009 г. в части перехода на 100% расчеты с абонентами по показаниям приборов учета газа;
- стимулирования потребителей к энергосбережению и повышению энергетической эффективности и применения новых технологий газопотребления;
- обеспечения биллинговых систем актуальной и достоверной информацией по фактическому потреблению объемов природного газа;
- повышения оперативности управления режимами потребления газа;
- сокращения потерь газа;
- внедрения инновационных технологий при реализации учета.
- осуществление контроля за расходными режимами систем газоснабжения;
- предоставление данных для составления баланса приема и отпуска газа;
- снижение рутинной работы инспекторов службы сбыта, снижения влияния человеческого фактора и повышение безопасности производства;
- повышение достоверности учёта потребляемого природного газа с помощью внедрения современных систем измерения.
Критерии Заказчика для оценки достижения поставленных целей:
- оперативность сбора информации о количестве потребленного газа;
- возможность диагностики состояния средств учета;
- наличие данных о потреблении природного газа.
Проектные решения по учету газа компании «КОМЕТА»
Структура АСКУГ
Проектируемая АСКУГ состоит из 2-х функциональных уровней:
Первый уровень («нижний уровень») – ИИК в составе:
- счетчики газа согласно перечня, оснащенные датчиками импульсов или
измерительные комплексы газа в составе счетчиков газа и корректоров газа с импульсными выходами, согласно перечня заказчика;
- счетчики импульсов типа SET.SIB.LR.4.20.S.0.0 в комплекте с о встроенными LoRaWAN устройства связи (LoRaWAN модемы встроенные в счетчики);
- базовые станции LoRaWAN (шлюзы передачи данных LoRaWAN сетей);
- сеть мобильной связи связи стандарта GSM 900/1800 МГц;
- сеть передачи данных стандарта Ethernet IEEE 802.3
Второй уровень («верхний уровень») - информационно-вычислительный комплекс (далее ИВК) включающий в себя:
- управляющее ПО сети передачи данных оператора сетей LoRaWAN;
- облачная IT-платформа сбора, хранения и обработки данных ПО «Комета Энгергоучет», с функциями сбора, хранения и отображения измерительной информации;
- система обеспечения единого времени (далее – СОЕВ), внутренних часов счетчиков импульсов, линий связи и программных средств приема сигналов точного времени из сети интернет с серверов точного времени по NTP протоколу.
1-ый уровень функционирует непрерывно, независимо от наличия связи со 2-м уровнем.
Работа АСКУГ основана на объединении счетчиков импульсов, подключаемых к счетчикам газа и газовым корректорам, на объектах размещения через радио интерфейсы стандарта LoRa (протокол LoRaWAN, частота 868 МГц) в информационно-измерительные сети с ячеисто-радиальной структурой, сборе и передаче измерительной информации по сетям подвижной связи стандарта GSM/GPRS 900/1800 МГц (протокол TСP/IP) и сетям Ethernet IEEE 802.3 (протоколу TCP/IP) на сервер ЦСОД.
АСКУГ обеспечивает сбор измерительной информации с заданной периодичностью.
Допустимые диапазоны рабочих температур эксплуатации АСКУГ:
- от минус 55 до плюс 40 °С, для оборудования, размещенного в помещениях или вне помещений, в защитных корпусах со степенью защиты не хуже IP54;
- от плюс 15 до плюс 30 для серверов;
СОЕВ обеспечивает автоматическую синхронизацию часов всех компонентов АСКУГ с точностью не хуже ±5с. Внутренние часы счетчиков синхронизируются во время сеансов передачи данных на сервер ЦСОД.
Техническое обеспечение АСКУГ
Измерительный канал (далее ИК) – совокупность технических средств для измерения количеств потребленного газа.
В состав ИК входят:
- счетчик газа или измерительный комплекс в состве счетчика газа и корректора газа;
- счетчик импульсов;
Информационный канал
В состав информационного канала входят:
- Базовая станция LoRaWAN;
- Каналообразующая аппаратура (LoRaWAN модем счетчика, GPRS модемы);
- Сеть беспроводной связи LoRaWAV под управлением сервера оператора сети LoRaWAN;
- Линии связи для передачи информации в ПО «Комета Энергоучет»;
Информация об измеренных счетчиками газа объемах газа, установленных у потребителей, хранится в энергонезависимой памяти счетчиков импульсов где, кроме того, хранятся параметры конфигурации счетчика импульсов (далее СИ), журнал событий и другая служебная информация. Также данная информация передается и хранится в ПО «Комета Энергоучет», размещенном на облачном хранилище данных. Порядок сбора и передачи информации следующий:
1. Хранимая в энергонезависимой памяти СИ измерительная информация автоматически в соответствие с заданным расписанием считывается радиомодулями LoRaWAN пакеты данных преобразовываются в сообщения стандарта LoRaWAN и передается на базовую станцию LoRaWAN по радиоканалу на частоте 868 МГц;
2. Базовая стация LoRaWAN маршрутизирует данные в ПО «Комета Энергоучета», развернутом на серверах коммерческих ЦОД, через сервер оператора сети LoRaWAN;
3. В ПО «Комета Энергоучет» данные с измерительной информацией дешифруются, данные сопоставляются счетчикам, номера которых указаны в базе ПО, идентифицируются и сохраняются в базе данных в виде именованных величин для последующей обработки и использования.
Таким образом, при передаче данных в ПО «Комета Энергоучет» осуществляется транзит протокола передачи данных счетчика импульсов.
Канал связи постоянно подключен к АСКУГ. Использование канала связи, предназначенного для АСКУГ, в других целях запрещается.
Структура комплекса технических средств
В состав АСКУГ входят следующие компоненты:
- измерительные компоненты – ИИК точек учета газа субъекта;
- измерительный компонент - система обеспечения единого времени (СОЕВ)
- связующий компонент – технические средства приёма-передачи данных (каналообразующая аппаратура LoRaWAN – радиомодули LoRaWAN, базовые станции LoRaWAN, сервер сети оператора сети LoRaWAN, GPRS модемы) и каналы связи;
- комплексный компонент, выполняющий функции связующего и вычислительного компонентов - ИВК.
СОЕВ формируется на всех уровнях АИИС.
ИИК обеспечивает автоматическое проведение измерений в точке измерений. В его состав входят:
- счетчики газа или измерительный комплекс в составе счетчика газа и газового корректора;
- счетчик импульсов;
- каналообразующая аппаратаура
ИВК обеспечивает:
- автоматизированный сбор и хранение результатов измерений;
- автоматическую диагностику состояния средств измерений;
- контроль достоверности результатов измерений;
ИВК может обеспечивать замещение результатов измерений.
В состав ИВК входят:
- ПО «Комета Энергоучет», размещенное на серверах коммерческих ЦОД (облачные хранилища данных»;
- Программные средства для организации локальной вычислительной сети и разграничения прав доступа к информации;
- технические и программные средства обеспечения безопасности локальных вычислительных сетей.
СОЕВ выполняет законченную функцию измерений времени, имеет нормированные метрологические характеристики и обеспечивает синхронизацию времени при проведении измерений количества газа с точностью не хуже ± 5,0 с/сутки. В СОЕВ входят все средства измерений времени, влияющие на процесс измерения количества газа, и учитываются временные характеристики (задержки) линий связи между ними, которые используются при синхронизации времени. СОЕВ должна быть привязана к единому календарному времени.
Все средства измерений, являющиеся компонентами измерительных каналов АСКУГ, должны быть внесены в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства средств измерений Российской Федерации, и иметь действующие свидетельства о поверке.
Выполнение работ по созданию АСКУГ
Объем работ по созданию АСКУГ
Для создания АСКУГ разрабатывается комплект рабочей документации, в которой определяется объем работ по организации 1-ого и 2-ого уровней АСКУГ, а также технические и метрологические характеристики ИИК. Производятся монтажные работы измерительного оборудования и оборудования связи (базовых станций (LoRaWAN). Осуществляется пусконаладка смонтированного оборудования.
Работы по организации 1-ого уроня АСКУГ
Для организации 1-ого уровня проводится монтажные работы по установке и подключению к существующим счетчикам газа и газовым корректорам счетчиков импульсов, а именно:
- монтаж на счетные механизмы счетчиков газа датчиков импульсов тира IN-10S или IN-61Z;
- монтаж счетчиков импульсов;
- подключение датчиков импульсов к счетчикам импульсов;
- монтаж антенны базовой станции LoRaWAN;
- монтаж термошкафа с базовой станцией и оборудованием электропитания базовой станции;
- прокладка кабеля питания базовой станции;
- подключение термошкафа с базовой станцией к сети 0,4 кВ;
- подключение антенны к базовой станции;
- наладка счетчиков импульсов.
Работы по организации 2-ого уровня АСКУГ
Для организации 2-гоуровня проводятся работы:
- обеспечение доступа к сервисам оператора LoRaWAN сети связи;
- обеспечения доступа к ПО «Комета Энергоучет»;
- налаживается связь и сбор данных со счетчиков импульсов;
Функционирование АСКУГ
1. Счетчики газа и газовые корректоры осуществляют непрерывное измерение и вычисление параметров отпуска газа на нужды потребителей жилых помещений и помещений юридических лиц, а именно:
- мгновенные значения бъема потребляемого газа при рабочих условиях, Vр (м3/ч);
- мгновенные значения объема потребляемого газа, приведенного к стандартным условиям, Vc (м3/ч);
- контроль воздействия на счетчики газа внешним магнитным полем.
Измеряемые значения и контролируемые параметры в виде электрических импульсов типа «сухой контакт», пропорциональные измеряемым величинам, через датчики импульсов, устанавливаемых на счетных механизмах счетчиков газа, или непосредственно с импульсных выходов корректоров газа, передаются на счетчики импульсов. Измеренное количество импульсов преобразовывается в именованные величины объема потребляемого газа с помощью коэффициентов пересчета (цены импульса), записываемых в энергонезависимую память счетчика импульсов в процессе пусконаладки. Результаты вычислений сохраняются нарастающим итогом в энергонезависимой памяти счетчика импульсов с привязкой к отметкам точного времени на заданных интервалах.
Счетчики импульсов выполняют регистрацию и сохранение в энергонезависимой памяти с привязкой к меткам точного времени аварийных событий типа воздействия внешнего магнитного поля на счетчик гназа.
2. Передача измеренных данных от счетчиков импульсов на сервер ЦСОД ООО «ГДК Ленск-Газ» с целью коммерческого учета газа осуществляется по радиоканалу на частоте 868 МГц в соответствие со стандартом передачи данных LoRaWAN через встроенные в приборы учета радиомодули LoRaWAN и базовые станции LoRaWAN. В процессе обмена данными происходит передача пакетов данных. В процессе передачи данных выполняются следущие процедуры:
- радиомодуль LoRaWAN, встроенный в счетчик импульсов, в соответствие с заданным расписанием или по запросу ПО «Комета
Энергоучет» считывает из внутреннй памяти счетчика результаты измерений и вычислений объема газа с привязкой к точному времени на заданных интервалах;
- полученная радиомодулем в виде пакета данных измерительная информация преобразуется в пакет данных в соответствие с протоколом LoRa и виде электромагнитной волны в диапазоне частот 866 - 868МГц излучается в радиоэфир на одном из каналов стандарта LoRaWAN;
- базовые станции LoRaWAN, в зоне покрытия которых находится измерительный прибор, принимают пакет данных и передают его на сервер управления сетью связи оператора сети LoRAWA, по сетям подвижной связи GSM/GPRS или сетям Ethernet стандарта IEEE 802.3 в соответствие с протоколом TCP/IP;
- сервер управления сетью связи LoRaWAN преобразует пакет данных LoRa в пакет данных ПО «Комета Энергоучет», по содержащимуся в пакете данных LoRa IMEI радиомодуля сервер идентифицирует полученный пакет данных и, в соответствие с базой данных зарегестрироавнных на сервере радиомодулей, сопоставляет его измерительному прибору, в который данный радиомуодуль был встроен на заводе изготовителе прибора. Далее сервер сети LoRaWAN определяет маршрут передачи данного пакета по сетям Ethernet стандарта IEEE 802.3 в соответствие с протоколом TCP/IP на сервер ЦСОД, который был сопоставлен данному измерительному прибору при проведении ПНР и передает пакет данных на сервер ЦСОД;
Таким образом формируется канал передачи пакетов данных от прибора учета до сервера ЦСОД.
ПО «Комета Энергоучет» автоматически получает пакеты данных от сервера сети LoRaWAN, дешифрует их и в виде именованных величин записывает в базу данных, после чего данные становятся доступны для обработки и отображения.
При необходимости получения данных от измерительного прибора вне расписания из ПО «Комета Энергоучет» формируется соответствующий запрос, который в обратном порядке передается на радиомодуль измерительного прибора.
Связь между базовой станцией и сервером управления сетью оператора сети свзи LoRaWAN осуществляется непрерывно автоматически или по запросу из ПО «Комета Энергоучет». Точность хода часов во всех элементах АСКУГ поддерживается СОЕВ.
СОЕВ включает в себя:
- внутренние часы счетчиков импульсов;
- внутренние часы сервера ЦСОД (АРМ);
- линии связи (LoRaWAN, Ethernet);
- эталонный источник сигналов точного времени - NTP сервер (ntp1.vniiftri.ru или аналогичный).
В штатном режиме СОЕВ функционирует автоматически без вмешательства оператора.
Синхронизация времени осуществляется в следующем порядке:
- Сервер ЦСОД синхронизирует показания встроенных часов с сигналами точного времени эталонных источников. Синхронизация времени осуществляется с периодичностью, в соответствие с настройками операционной системы сервера.
- Внутренние часы счетчиков импульсов во время очередного сеанса обмена с сервером ЦСОД, но не реже 1 раза в сутки, получают метку времени. При расхождении показаний встроенных часов счетчика и полученной метки времени более чем на 2 секунды, счетчик импульсов синхронизирут внутренние часы по полученной метке времени. При передаче метки времени по сети LoRaWAN учитываются задержки в канале с использованием механизма аналогичному механизму NTP-протокола.
Синхронизация осуществляется после каждого случая обрыва связи между элементами АСКУГ, длительность которого превышает интервал синхронизации часов в системе.
Вышеописанные процедуры происходят автоматически, а время и частота опроса настраиваются вручную на этапе пуско-наладки системы или в процессе эксплуатации системы. На этапе пуско-наладки также согласуется время и последовательность опроса.
Ответственность за эксплуатацию АСКУГ возлагается на персонал Заказчика.
