МНОГОУРОВНЕВАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к энергосбережению в сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), генерации тепловой энергии, добычи воды, нефти, потребления ХВС, ГВС, а так же распределительных систем этих ресурсов.
В настоящее время на различных технологических объектах промышленности интенсивно внедряются системы контроля и учета потребляемых энергоресурсов (газа, электричества, воды, тепла и др.). В числе таких систем может быть упомянута автоматизированная информационно-измерительная система по патенту РФ на полезную модель №83829. Известная система представляет собой многофункциональную, трехуровневую иерархическую структуру, состоящую из измерительных, связующих и вычислительных компонентов, которые образуют измерительные каналы. Первый уровень состоит из первичных измерительных компонентов, осуществляющих измерение параметров теплоносителя, электроэнергии, непрерывно или дискретно, с требуемым интервалом времени. На втором уровне системы применяются измерительные преобразователи, предназначенные для приема измерительной информации от первичных измерительных компонентов, с последующей передачей данных по радиоканалам, линиям связи промышленной сети и сети Ethernet их архивации и передачи по запросу на сервер и автоматизированные рабочие места операторов. Третий уровень системы представляет собой сервер и/или автоматизированное рабочее место оператора с функцией сервера архивной базы данных на базе ЭВМ со специализированным программным обеспечением. Вместе с тем, к недостаткам указанной системы следует отнести необеспечение контроля качества за ресурсами в случае нестабильной связи между первым и вторым уровнем, необходимость передачи большого объема данных, сложность расширения в случае подключения дополнительных устройств первого уровня.
Задача, положенная в основу создания заявленной системы, состоит в устранении указанных недостатков известной системы, при этом технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в улучшении качества измерений различных параметров, функциональном расширении системы посредством возможности увеличения точек и/или мест контроля без изменения принципиальной структуры системы, повышении гибкости взаимодействия компонентов системы друг с другом.
Для достижения поставленного результата предлагается автоматическую информационно-измерительную систему выполнить в виде многофункциональной четырехуровневой плоской структуры, включающей измерительные, связующие и вычислительные компоненты, образующие систему взаимодействующих друг с другом устройств и/или уровней вида «устройство второго уровня - устройство второго уровня», либо «устройство второго уровня - устройство третьего уровня», при этом первый уровень включает первичные измерительные компоненты, осуществляющие измерение параметров энергоносителя с заданным интервалом времени, второй уровень включает измерительные преобразователи, служащие для приема измеренной информации от первичных измерительных компонентов с последующей передачей данных в приборы третьего уровня в цифровом виде, третий уровень включает цифровые вычислители, предназначенные для хранения, обработки, анализа, генерации управляющих команд для устройств второго и/или третьего уровня или сжатия и передачи данных на четвертый уровень, выполненный в виде сервера и/или автоматизированного рабочего места оператора с функцией сервера архивной базы данных.
Возможность достижения поставленного результата обусловлена, в частности, возможностью увеличения количества вторых и/или третьих уровней посредством выполнения системы в виде плоской структуры, а также возможности связи компонентов и/или устройств уровней не только между компонентами и/или устройствами разных уровней, но и в пределах данного уровня.
Первый уровень заявленной системы включает первичные преобразователи-измерители физических величин, таких как давление, температура, расход энергоносителя и т.п. непрерывно или дискретно.
На втором уровне используются измерительные преобразователи, предназначенные для приема измеренной информации от первого уровня и ее преобразования в цифровой вид.
Третий уровень системы представляет собой по меньшей мере одно интеллектуальное устройство, подключаемое к выходам устройств и/или приборов второго уровня по цифровым интерфейсам, либо являющееся составной частью приборов второго уровня. Третий уровень аппаратно реализуется в непосредственной близости к устройствам второго уровня и обеспечивает непрерывность хранения данных (наличие встроенной базы данных), анализ информации (путем модифицируемых микропрограмм), передачу данных на следующий уровень (посредством известных проводных и беспроводных технологий). Уровень аппаратно представляет собой контроллер и выполняет функции на уровне сети устройств, расположенных на контролируемом объекте и является основным устройством в системе, обеспечивающий связность устройств и/или уровней, хранение и обработку данных.
Четвертый уровень системы представляет собой серверное программное обеспечение и программное обеспечение, соединенное каналами связи с третьим уровнем, и обеспечивающее взаимодействие с системой конечного пользователя и долговременное хранение данных. Уровень может быть выполнен также в виде по меньшей мере одного автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора с программным обеспечением обработки результатов измерений. В АРМ осуществляется лишь отображение информации, предоставляется инструменты анализа, а так же инструменты программирования третьего уровня системы в режиме реального времени. АРМ обеспечивает слежение за состоянием системы, анализ поведения системы, распечатку отчетов и передачу информации по структуре.
Принцип работы состоит системы состоит в измерении параметров энергоресурса на первом уровне с последующим преобразованием информации в цифровой вид на втором уровне, дальнейшей передачи информации на третий уровень, где происходит хранение, обработка и предварительный анализ. Далее, информация по каналам связи передается для архивирования на серверное оборудование четвертого уровня. Т.е. окончательное преобразования информации и принятие решений об управляющих воздействиях на базе имеющейся информации реализуется на третьем уровне системы в непосредственной близости к управляемому или контролируемому объекту.
Сигналы с первичных преобразователей (преобразователи расхода, датчики давления, температуры, счетчики энергоресурсов) поступают в регистрирующие устройства, где происходит их обработка, накопление и вычисление вторичных параметров. В регистрирующих устройствах осуществляется накопление комплекса измеренных и вычисленных параметров с дискретизацией, задаваемой пользователем.
Заявленная автоматизированная система позволяет вести эффективный контроль за изменением количества, параметров и качества энергоресурса (массы и/или объема холодной и горячей воды, газа, пара и т.п.), хранение и ведение баз данных таких параметров.