Учет и контроль расхода на всех уровнях

Учет и контроль расхода на всех уровнях с помощью автономных логгеров PROMODEM через веб-интерфейс информационной системы

В статье приведен обзор законченного решения для учета и контроля воды, тепла, нефти и газа на объектах любого уровня и масштаба: магистральных трубопроводах, водохранилищах, реках, скважинах, затапливаемых камерах и колодцах, а также в подъездах и квартирах жилых домов и офисах. 

ООО «Аналитик-ТС», г. Москва

Схема ИС LOGGER.png

Назначение автономных логгеров PROMODEM

Информационная система (ИС) PROMODEM LOGGER используется в сфере учета и контроля воды, тепла, нефти и газа (табл. 1) и предназначена для сбора, контроля, хранения и визуализации данных, собранных со следующих устройств:
  • импульсные расходомеры;
  • аналоговые датчики давления, температуры или уровня;
  • дискретные датчики сигнализации.
ИС PROMODEM LOGGER построена на базе автономных логгеров PROMODEM, которые устанавливаются на объектах с нестабильным или отсутствующим питанием: магистральных трубопроводах, водохранилищах, реках, скважинах, затапливаемых камерах и колодцах, а также в подъездах и квартирах жилых домов, на производственных предприятиях и в офисах.

GSM логгеры данных, промышленные регистраторы данных или устройства сбора и передачи данных (УСПД GSM) PROMODEM (рис. 1) постоянно опрашивают датчики и считают импульсы от счетчиков, контролируя значения измеряемых параметров. По расписанию логгеры передают накопленные архивы измерений в диспетчерский центр как через привычные каналы связи GPRS/Internet и СМС, так и через новые специализированные сети NB-IoT для интернета вещей (IoT).

В диспетчерском центре полученные архивы измерений отображаются в виде графиков и отчетов через веб-интерфейс личного кабинета или в интерфейсе вашей собственной SCADA.

Стандарт GSM для расходомеров – самый востребованный вариант, чтобы организовать дистанционный учет воды.

Рис. 1а.pngРис. 1б.pngРис. 1в.png
Рис. 1. GSM логгер PROMODEM: вариант исполнения IP68, до 10 лет работы от батареи

Таблица 1. Применение логгеров PROMODEM в ЖКХ, нефтяной и газовой отраслях промышленности

Область применения
и места установки логгеров
Измерение + контроль параметра: на min…max
и на скорость изменения
 Учет воды и тепла:
  • поквартирный;
  • подомовой;
  • на магистральных трубопроводах (тепломагистралях);
  • в затапливаемых колодцах (камерах)
  • Расход воды. 
  • Расход тепла. 
  • Давление и температура. 
  • Временная установка логгеров для контрольного или планового обследования расхода, давления и температуры.
  • Предупреждение прорывов и протечек домового и магистрального трубопровода, тепломагистралей. 
  • Перекрытие входных кранов и включение информационной сирены
  • Регистраторы данных расхода PROMODEM также имеют режим работы «Автономный модем», работающий по расписанию, что добавляет им функционал  промышленного устройства передачи данных
  • Логгер RS 485 или RS 232 c заданной периодичностью устанавливает TCP/IP соединение между подключенным к нему дистанционным прибором учета воды (расходомер или тепловычислитель с RS-485 / RS-232) и Сервером опроса этого прибора учета в Диспетчерском Центре
Учет сточных вод:
  • на магистральных трубопроводах;
  • в затапливаемых ливневых колодцах
  • Расход сточных вод. 
  • Уровень воды в ливневых колодцах
Гидрологический мониторинг:
  • на открытой воде (реки, озера, водохранилища);
  • в скважинах и резервуарах
  • Предупреждение о возникновении угрозы паводковых ситуаций. 
  • Статический уровень воды. 
  • Профилирование температуры
Гидрогеологический мониторинг:
  • подземных вод
  • Непрерывный мониторинг водоносных горизонтов.
  • Мониторинг и контроль запасов подземных вод
Учет нефти:
  • магистральные нефтепроводы; 
  • затапливаемые колодцы
  • Расход нефти. 
  • Давление в нефтепроводах
 Учет газа:
  • поквартирный;
  • подомовой; 
  • на газорегуляторных пунктах (в СНТ, деревнях, поселках); 
  • на магистральных газопроводах;
  • в затапливаемых колодцах 
  • в арматурных отсеках на объектах автономной газификации
  • Расход газа. 
  • Давление в газопроводах. 
  • Давление, температура и уровень газа на объектах автономной газификации (газгольдерах). 
  • Перекрытие входных кранов и включение информационной сирены
 Учет электроэнергии:
  • с подомовых импульсных счетчиков электроэнергии; 
  • с поквартирных импульсных счетчиков электроэнергии
  • Расход электроэнергии. 
  • Дистанционное отключение входного автомата. 
  • Дистанционное отключение неплательщиков от электросети

NB-IoT УСПД/3G/GPRS-логгеры PROMODEM устанавливаются на объектах

Промышленные логгеры PROMODEM являются аппаратной частью ИС PROMODEM LOGGER:
  • подключаются к приборам учета и датчикам в системах с нестабильным или отсутствующим питанием; 
  • постоянно опрашивают датчики и считают импульсы от счетчиков; 
  • контролируют значения измеряемых параметров; 
  • хранят архивы измерений глубиной от 2 до 10 лет; 
  • передают архивы измерений по расписанию на сервер через встроенный модем: GSM/3G/NB-IoT/СМС; 
  • при возникновении аварийной ситуации на узле учета (срабатывание датчика сигнализации или выход контролируемых параметров за min… max) логгер GPRS PROMODEM незамедлительно информирует диспетчера по СМС; 
  • класс защиты IP65 и IP68 логгеров позволяет устанавливать их во влажных и затапливаемых помещениях. 
Автономный логгер на батареях, установленных внутри корпуса, обеспечивает бесперебойную работу до 10 лет, что позволяет устанавливать логгеры с питанием от батареи на объектах c отсутствующим питанием.

Для объектов с нестабильным питанием предназначены логгеры с питанием от сети ~220 В и резервным аккумулятором - это фактически УСПД с резервным питанием.

Длительную автономную работу от аккумулятора на объектах без питания обеспечивает регистратор на солнечных батареях PROMODEM, заряжаемый от солнечной панели (рис. 2).
Рис. 2.png
Рис. 2. Дата логгеры промышленные с питанием от солнечной панели

Регистраторы данных логгеры PROMODEM с высокой точностью измеряют параметры подключенных к ним счетчиков и датчиков (табл. 2, рис. 3). А также позволяют организовать временный прозрачный канал связи по расписанию с интерфейсом RS-485 или RS-232 интеллектуального расходомера, тепловычислителя или счетчика.
Рис. 3.png
Рис. 3. Подключение расходомеров и датчиков к внешним входам логгера PROMODEM

Таблица 2. Измерение и контроль параметров от подключаемых приборов учета и датчиков
Подключаемые к входам логгера приборы учета и датчики      Измеряемые параметры
Точность Регистрация аварийных событий
Дискретные входы 
(GSM сигнализация):
  • датчики сигнализации; 
  • датчики уровня
  Контроль изменения состояния с программируемым фильтром
Счетные входы
(логгер расхода): 
  • импульсные расходомеры; 
  • счетчики воды и газа; 
  • импульсные электросчетчики
  • до 2 кГц; 
  • 10000 ± 1 импульс
Встроенный счетчик импульсов регистратора осуществляет контроль
  • расхода на min и max; 
  • изменения расхода за заданный период
 Аналоговые входы:
  • датчики давления (логгер давления); 
  • датчики уровня и потока (логгер уровня); 
  • датчики температуры (логгер температуры, автономный регистратор температуры)
 
Токовые входы
4…20 мА: 
  • ±0,01 мА (0…+40 °C);
  • ±0,02 мА (-40…+70 °C)
Встроенный в дата логгер регистратор аналоговых данных осуществляет контроль
  • параметра на min и max; 
  • изменения параметра за заданный период. 
Запитка подключаемых датчиков осуществляется от логгера.
     
Входы напряжения
0,4…2 В:
  • ±1,0 мВ (0...+40°C);
  • ±2 мВ (-40…+70 °C)
Измерение температуры:
  • термосопротивления Pt100 и др.
Температура
–200…+600 °C:
  • ±1 °C (0…+40 °C); 
  • ±2 °C (-40…+70 °C)
Измерение температуры:
  • термопары J и др.
Температура
–200…+1100 °C:
  • ±2 °C (0…+40 °C); 
  • ±4 °C (-40…+70 °C)
Расходомеры, тепловычислители и другие приборы учета c последовательным интерфейсом данных Интерфейс RS-485 или RS-232 с запиткой интерфейса прибора от логгера для временного TCP/IP-доступа диспетчерского ПО к прибору учета по расписанию
Термометр, встроенный в автономный измеритель регистратор PROMODEM Контроль на min и max температурного режима работы логгера  
Датчик емкости батареи, встроенный в автономный регистратор аварийных событий PROMODEM Контроль на min емкости собственной батареи/аккумулятора
Датчик вскрытия корпуса, встроенный в автономный регистратор данных PROMODEM Контроль открытия и закрытия корпуса логгера

Типы логгеров PROMODEM для любых узлов учета

УСПД GPRS логгеры PROMODEM делятся на три типа: для промышленности, для подомового и поквартирного учета (табл. 3). Регистраторы данных мобильные PROMODEM имеют свидетельство об утверждении типа средства измерений и межповерочный интервал 5 лет. Гарантия на все логгеры и модемы PROMODEM составляет 5 лет. Срок автономной работы логгера зависит в основном от частоты выхода на связь и емкости батареи и при типовой эксплуатации может достигать 10 лет.

Таблица 3. Типы логгеров PROMODEM

Параметр Значение
Назначение логгера    Для промышленности    Для ЖКХ
подомовой учет поквартирный учет
Внешний вид  Рис. 1а.png  Табл. 3-2.png  Табл. 3-3.png
Применение Учет и контроль в реперных точках параметров (расход, давление, температура, влажность, уровень) воды, газа, нефти: на магистральных трубопроводах, в водохранилищах, реках, скважинах, затапливаемых камерах, колодцах Подомовой (вводной) учет расхода воды, тепла, газа, давления, температуры Поквартирный учет расхода воды, тепла, газа
Канал связи NB-IoT + 2G, или 2G NB-IoT или 2G NB-IoT или 2G
Рабочая температура, °C -40 до +70 -10…+50 0…+40
Степень защиты IP IP68 или IP65 IP65 IP65
Питание
  • Батарейное D-case, до 2 шт. 
  • 220 В AC + резервный аккумулятор 
  • Аккумуляторное с зарядкой от солнечной панели
Батарейное C-case Батарейное A-case

Входы логгера для подключения датчиков

Счетные + дискретные 2 + 2
Счетные или дискретные 4 4 + 2 4 + 2

Аналоговые

2 или 4
0,4…2 В*, 4…20 мА*, термосопротивление, термопара
4
0,4…2 В*, 4…20 мА*,
термосопротивление

Выход открытый коллектор

Для включения сирены или перекрытия входных кранов воды, тепла и газа

Последовательный порт

RS-485 / RS-232 RS-485 / RS-232 / RS-232TTL RS-485 / RS-232 / RS-232TTL

Антенна

 Внешняя Внешняя Встроенная
Обработка данных с помощью сервисного ПО PROMODEM LoggerService
  • Прием и обработка архивов измерений и аварийных сообщений от логгеров. 
  • Запись обработанных архивов и сообщений в базу данных Microsoft SQL Server. 
  • Локальная и дистанционная настройка, обновление прошивки логгеров. 
  • Запись настроек логгеров в базу данных Microsoft SQL Server
Хранение обработанных данных в базе данных Microsoft SQL Server
  • Хранение обработанных архивов измерений логгеров PROMODEM. 
  • Хранение настроек логгеров PROMODEM
Визуализация обработанных данных через веб-интерфейс PROMODEM WebLogger
  • Графические и табличные отчеты на основе архивов измерений и аварийных сообщений (рис. 5).
  • Доступ к отчетам через личный кабинет из любой точки земного шара.
  • Вход в личный кабинет через браузер (Chrome, Firefox, Yandex, Safari) на любом компьютере с доступом в интернет. 
  • Настройка прав доступа к отчетам для разных пользователей. 
  • Отображение всех логгеров ИС и индикация аварийных ситуаций на карте Google или OpenStreetMap (OSM)

Компоненты информационной системы PROMODEM LOGGER в диспетчерском центре

Логгеры PROMODEM с заданной периодичностью выходят на связь с диспетчерским центром и передают накопленные архивы измерений через встроенный модем GSM/3G/ NB-IoT/СМС. В диспетчерском центре требуется наличие доступа в интернет и статический публичный IPадрес.

Информационная система PROMODEM LOGGER состоит из нескольких компонентов для диспетчерского центра (рис. 4, табл. 4). Все эти компоненты предоставляются бесплатно для развертывания на сервере пользователя. Демонстрационный вход в тестовую ИС PROMODEM LOGGER доступен по ссылке.

Рис. 4.png
Рис. 4. Компоненты информационной системы PROMODEM LOGGER


Таблица 4. Компоненты информационной системы PROMODEM LOGGER в диспетчерском центре

Компонент ИС  Функция
Обработка данных с помощью сервисного ПО PROMODEM LoggerService
  • Прием и обработка архивов измерений и аварийных сообщений от логгеров. 
  • Запись обработанных архивов и сообщений в базу данных Microsoft SQL Server. 
  • Локальная и дистанционная настройка, обновление прошивки логгеров. 
  • Запись настроек логгеров в базу данных Microsoft SQL Server
Хранение обработанных данных в базе данных Microsoft SQL Server
  • Хранение обработанных архивов измерений логгеров PROMODEM. 
  • Хранение настроек логгеров PROMODEM
Визуализация обработанных данных через веб-интерфейс PROMODEM WebLogger
  • Графические и табличные отчеты на основе архивов измерений и аварийных сообщений (рис. 5). 
  • Доступ к отчетам через личный кабинет из любой точки земного шара. 
  • Вход в личный кабинет через браузер (Chrome, Firefox, Yandex, Safari) на любом компьютере с доступом в интернет. 
  • Настройка прав доступа к отчетам для разных пользователей. 
  • Отображение всех логгеров ИС и индикация аварийных ситуаций на карте Google или OpenStreetMap (OSM)


Рис. 5.png
Рис. 5. Графический отчет по расходу холодной воды с индикацией аварийных событий

Если пользователю требуется визуализировать архивы измерений в своем собственном диспетчерском ПО (SCADA), то вместо компонента «Web интерфейс PROMODEM WebLogger» устанавливается компонент «OPC сервер PROMODEM OPCLogger» (рис. 6), который обеспечивает:
  • доступ диспетчерскому ПО пользователя (SCADA-системе) к архивам измерений, хранящимся в базе данных Microsoft SQL Server; 
  • считывание из базы данных Microsoft SQL Server с заданной периодичностью измеренных значений, переданных логгерами PROMODEM; 
  • передачу считанных значений по запросу в диспетчерское ПО пользователя (SCADA-систему). 
Рис. 6.png
Рис. 6. Доступ SCADA пользователя к архивам измерений и аварийных сообщений

Если пользователю привычнее получать данные для своего диспетчерского ПО через SQL-запросы, можно обойтись и без прослойки «OPC сервер», напрямую формируя SQL-запросы в базу данных Microsoft SQL Server.

В качестве примера интеграции логгеров PROMODEM с уже существующей системой пользователя рассмотрим программный комплекс ZuluGIS компании «Политерм». Интерактивная диспетчерская система ZuluGIS (рис. 7) обеспечивает многоуровневую обработку данных, архивов измерений и аварийных сообщений от логгеров PROMODEM, предоставляя диспетчеру максимально подробную картину системы водоснабжения с возможностью анализа произошедших и прогнозирования грядущих событий (табл. 5).

Таблица 5. Возможности программного комплекса ZuluGIS ООО «АТМ»

Функция Описание
Построение аналитических графиков падения давления, температуры, энтальпии и влажности пара и пр. Например, по заданному направлению построение графика падения температуры от источника до заданного потребителя
Имитационное моделирование Прогнозирование и построение моделей процессов инженерных сетей, в том числе для уже состоявшихся ранее событий и аварий
Определение реальных потерь в сетях Синхронность значений параметров множества реальных приборов и датчиков дает мгновенный «гидравлический слепок сети»
По результатам достоверного сопоставления и анализа выявляются проблемные элементы сети Сравнение реальной и расчетной моделей сети в режиме реального времени позволяет оперативно выявлять и исправлять проблемы в сетях: прикрытые задвижки, заниженные диаметры, защемления трубопроводов, лимитирующее водоснабжение, утечки и т.п.
Графики суточной неравномерности А также статистические данные на их основе используются для оптимизации характеристик насосного оборудования и выбора рабочих режимов частотных преобразователей
Интерактивная анимированная система диспетчерского контроля Отображение в веб-интерфейсе, в режиме, близком к реальному времени, анимированных моделей сетей в слоях ГИС с различной степенью детализации: «от города до задвижки»

Рис. 7.jpg
Рис. 7. Интерактивный анимированный веб-интерфейс облачной системы диспетчерского контроля ZuluGIS

Скачать

Статьи в отраслевых журналах

Учет и контроль расхода с помощью автономных логгеров
08.11.20194550.56 Kb
Яманов А.Д., Дианов Д.И. "Учет и контроль расхода на всех уровнях с помощью автономных логгеров PROMODEM через веб-интерфейс информационной системы" // ИСУП. — 2019. — № 4 (82). — С. 45-49.
Скачать