Конспект

Беспроводная автоматизированная система контроля и учёта энергопотребления (АСКУЭП) (24 вопрос)

Категория:

Конспект

Дисциплина:

Технические средства автоматизации (ТСА)

Город:

Беларусь, Минск

Учебное заведение:

БНТУ, ФИТР

Стоимость работы:

бесплатный

Оценка: 10
Объем страниц: 2
Год сдачи: 2020
Дата публикации: 27.10.2020

Фрагменты для ознакомления

24. Беспроводная автоматизированная система контроля и учёта энергопотребления (АСКУЭП).

Среди современных беспроводных технологий можно выделить: 

•            инфракрасную технологию

•           Bluetooth

•           Wi-Fi

•           ZigBee.

•           GSM

Недостатки инфракрасного канала связи: малые расстояния, необходимость прямой видимости между модулями, а также значительный ток потребления. 

Устройства Bluetooth и Wi-Fi, даже миниатюрные, обладают на порядок большим энергопотреблением, чем устройства на основе ZigBee, способные годами работать от одной батарейки-«таблетки» напряжением 3 вольта.

Технология ZigBee

Применение технологии ZigBee позволяет разрабатывать беспроводные системы с минимальными затратами благодаря простоте схемотехники, минимальному количеству внешних пассивных элементов, использованию готового программного обеспечения стека малых объемов. Стандарт позволяет создавать сети с многоячейковой топологией, обслуживать таким образом очень большое число узлов и увеличивать дальность связи без дополнительных затрат на усилители мощности.

Максимально снизить энергопотребление устройств, задействованных в беспроводной сети ZigBee, позволяет регламент работы составляющих её абонентов, при котором большую часть времени они находятся в спящем режиме, лишь изредка прослушивая эфир. 

К достоинствам технологии ZigBee следует отнести хорошую масштабируемость, возможность самовосстановления в случае сбоев и простоту настройки. Это так, поскольку ZigBee-устройства при включении питания благодаря специальному алгоритму, реализуемому встроенным программным обеспечением, умеют сами находить друг друга и формировать сеть, а в случае выхода из строя какого-либо из узлов умеют устанавливать новые маршруты для передачи сообщений. 

Ячеистая структура сети ZigBee включает три типа узлов: координатор, маршрутизаторы и конечные узлы (спящие и мобильные). 

Уникальной функцией координатора является задача образования сети, которая заключается в сканировании эфира и выборе наименее загруженного частотного канала.

Маршрутизаторы в простейшем случае должны иметь стационарное питание и стационарное положение в пространстве. Они ретранслируют пакеты данных от других узлов и сами могут быть источниками информации.

Конечные узлы не ретранслируют сообщений и поэтому могут переходить в режимы пониженного энергопотребления, что дает им возможность функционировать от батарей до нескольких лет. Конечные узлы общаются со всей сетью через свой «родительский» маршрутизатор. Выбор «родителя» осуществляется автоматически во время образования сети. Если впоследствии «родительский» узел по каким-либо причинам перестанет функционировать, «дочерний» конечный узел найдет себе другой «родительский» маршрутизатор.

Преимущества:

•           это беспроводное решение направлено на существенное (до 80%) сокращение расходов конечного пользователя на развертывание системы, времени монтажа системы, работ по техническому обслуживанию и эксплуатации автоматизированной системы

•           низкое энергопотребление 

•           безопасность;

•           возможность наращивания системы;

•           надежность и способность к самоорганизации;

•           большое количество поддерживаемых узлов (элементов системы);

•           обеспечение взаимозаменяемости сетей и узлов;

•           независимость от производителя оборудования;

•           создается общая инфраструктура для других сервисов в многоэтажном доме, в одной сети могут находиться сотни устройств.

•           за счёт маршрутизации повышается дальность и надёжность связи между элементами системы;

Радиоадаптеры

Радиоадаптеры предназначены для использования в режиме прозрачной ретрансляции, либо в режиме оконечного устройства радиосети. За счёт внутреннего протокола, реализованного в коммуникаторе и радиоадаптерах, данные от коммуникатора передаются по радиосети через ретрансляторы и доходят до оконечного адаптера, из которых по интерфейсу RS-485 попадают в счётчик. Ответ счётчика посредством того же внутреннего протокола проходит обратный маршрут и возвращается в коммуникатор.

При беспроводном варианте в каждой квартире устанавливается радиорегистратор (передатчик), который считывает показания с квартирных счетчиков энергоресурсов с импульсным выходом и по радиоканалу передает данные на этажные радиорегистраторы (приемопередатчики). 

GSM коммуникатор выполняет следующие функции:

•  по команде оператора обеспечивает установку на основе GPRS временного дистанционного канала связи с сервером сбора данных;

•  хранит в энергонезависимой памяти таблицу маршрутизации, описывающую однозначную связь между сетевыми адресами счётчиков и идентификаторами радиоадаптеров;

•  хранит в энергонезависимой памяти таблицу, описывающую маршруты передачи данных между радиоадаптерами;

•  при получении от сервера сбора данных команды, предназначенной для конкретного прибора учёта, определяет тип протокола, выделяет в команде сетевой адрес прибора и по нему находит в таблице нужный радиомаршрут; найденный маршрут используется для передачи данных прибору учёта.

GPRS

Появление устойчиво работающих GPRS/EDGE-каналов передачи данных, имеющих низкую стоимость внедрения и эксплуатации, а также высокую масштабируемость решений, привлекло в АСКУЭ существенные инвестиции. Внедрение АСКУЭ позволяет осуществлять: 

•  учет отпущенной электроэнергии

•  контроль баланса полученной и отпущенной электроэнергии

•  контроль параметров качества электроэнергии

•  удаленное конфигурирование счетчиков электроэнергии и УСПД

•  удаленный сбор полной информации со счетчиков по запросу для разрешения конфликтных ситуаций с абонентами.

Канал между приборами учета и центром обработки информации должен быть дуплексным и «непрерывным», т.е. без пунктов промежуточного накопления и обработки информации. Отсутствие прозрачности канала вызывает необходимость сертификации оборудования связи как средства измерения.

187