Программный комплекс автоматизированных систем учета энергии

УДК 681.5.01

Ю. Н. Зацаринная, И. Р. Шамилов, Г. В. Реутин, Н. А. Староверова, А. Р. Хайбуллина, Г. Р. Шабиева

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УЧЕТА ЭНЕРГИИ

Ключевые слова: автоматизация, учет тепла, энергия, программный комплекс.

В статье рассмотрена необходимость создания программного комплекса по получению данных потребления тепла, их обработки, средствами автоматического анализа и автоматизированной передачи в биллинговую систему расчета с потребителями, рассмотрены основные функциональные блоки разработанной системы.

Keywords: automation, heat metering, energy, software package.

The article discusses the need for the creation of software for data acquisition of heat consumption, processing, analysis, and automatic means of an automated transfer to the billing system of calculation with consumers, the basic functional blocks of the developed system.

В России преимущественно используется централизованное теплоснабжение. Около 75% домохозяйств получают горячую воду и тепло из систем центрального отопления. Доля выручки от услуг по теплоснабжению в ВВП страны составляет около 6%. Сбор данных о количестве потребленной энергии потребителей коммунальной сферы и ЖКХ осуществляется приборами учета тепловой энергии. Эти данные собираются различными обслуживающими организациями, управляющими компаниями и поставщиками тепловой энергии на локальном уровне. Зачастую сбор и введение данных осуществляется посредством ручного ввода информации, что не исключает возможных погрешностей. Кроме этого возможно возникновение ошибок при интеграции данных во внутренние и внешние информационные системы.

Связи с этим, назрела необходимость разработки автоматизированной системы для города миллионника, такого как Казань, программный комплекс, обеспечивающий обработку и экспорт показаний приборов учета. Автоматизированный программный комплекс, предназначен для получения данных по потреблению тепловой энергии, их обработки, средствами автоматического анализа и автоматизированной передачи в биллинговую систему расчета с потребителями.

Связи с этой необходимостью была разработана автоматизированная система, позволяющая выявлять и контролировать потери тепла, осуществлять информативный обмен с

потребителями тепловой энергии, что способствует повышению качества теплоснабжения и выполнения расчетов по их выполнению. Разработанный автоматизированный программный комплекс состоит из следующих функциональных блоков:

1. Подсистема взаимодействия с внешними системами и источниками данных

Подсистема предназначена для извлечения данных о потреблении тепловой энергии из внешних систем. Сбор данных осуществляется из баз данных, файлов, web-интерфейсов и электронной почты. Предусмотрен механизм предоставления сообщений об ошибках и сервисных сообщений для своевременного реагирования администратора системы. На данном этапе

осуществляется хранение исходных данных, полученных из внешних систем, без внесения в них изменений для последующего анализа и обработки.

2. Подсистема обработки данных об абоненте

Данная подсистема предназначена для хранения

и визуализации данных, характеризующих каждого абонента и схемы его присоединения к сетям. Данная информация используется в автоматизированных расчетах потреблённой тепловой энергии по абонентам за отчетный период. Эта информация храниться неограниченное время. В данной подсистеме предусмотрен интерфейс просмотра информации с раскрывающимся деревом объектов [1].

3. Подсистема регистрации актов аудита

Данная подсистема необходима для

автоматизации ведения актов аудита и обеспечивает следующую функциональность: ручной ввод исходных данных из актов аудита с последующей передачей информации в автоматизированную систему учета и хранение в базе данных скан-копий зарегистрированных актов и карточек узлов учета в произвольном формате. Данная подсистема позволяет выстраивать историю аудита каждого узла учета вне зависимости от изменений в компоновке узла, смены собственника либо изменения условий договора.

4. Подсистема хранения первичных, обработанных и аналитических данных

Данная подсистема обеспечивает

долговременное хранение исходных и обработанных данных. Данные имеют соответствующие временные метки, включая время получения, обработки, проведения досчета и т. д.

5. Подсистема расчетов потребления тепловой энергии и теплоносителя абонентами

Данная подсистема должна выполнять расчеты количества потребленной тепловой энергии для последующей выгрузки в автоматизированную систему учета. Исходными данными должны являться данные ручного ввода и данные, полученные в автоматическом режиме из других систем. Основными источниками данных для проведения расчетов - часовые данные, полученные с приборов учета, а также данные из журналов событий приборов. Сообщения из журналов

событий, поступающие в автоматическом режиме в систему, должны быть идентифицированы и присвоены одному из типов нештатных ситуаций, на пример, таких как: расход я или разность температур теплоносителя ниже нормированного предела и т.п. Алгоритмы обработки данных, введённых вручную или полученных с помощью автоматизированных систем, основываются на общих принципах. При автоматизированной обработке подразумевается расширение набора анализируемых параметров, а также увеличение объёма обрабатываемой информации.

6. Подсистема оперативного и

интеллектуального анализа данных.

Подсистема создана для получения данных и автоматической их проверки на полноту информации, необходимую для расчетов. Производиться проверка на выход за границы допустимых значений входящих параметров. Нормированные значения берутся из паспортных данных и заносятся администратором системы через интерфейс пользователя. Далее осуществляется сравнение данных с показаниями за аналогичный период прошлых лет для выявления внештатных ситуаций. Результаты анализа выводятся по запросу пользователя в виде графиков, диаграмм и таблиц (рис.1-3).

Рис. 1 - График потребления теплоты за первый, второй и третий кварталы 2015 года

Рис. 2 - Диаграмма потребления теплоты за первый, второй и третий кварталы 2015 года

7. Многомерный анализ

Модуль анализа данных позволяет строить многомерные OLAP-кубы данных для возможности быстрого произвольного просмотра анализируемых данных, вычисления составных показателей и перехода к детальным данным по отдельным объектам.

Рис. 3 - График потребления теплоты за первый, второй и третий кварталы 2015 года

8. Подсистема визуализации предназначена для отображения первичных, обработанных и аналитических данных

Подсистема позволяет просматривать первичные и обработанные данные на экранах рабочих мест пользователей, которые имеют возможность выбора формы представления информации - табличное представление, представление в виде графиков и диаграмм с возможностью персонифицированной и групповой настройки.

9. Подсистема генерации отчётов

Подсистема обеспечивает предоставление

информации в удобочитаемом структурированном виде, с возможностью формирования отчетов по любым данным находящимся в системе с гибкой фильтрацией, сортировкой и группировкой данных, вывода отчета на печать, сохранения в файл, экспорта в другие форматы, а также предоставления данных по требованию или по событию.

10. Подсистема организации интерфейса пользователей

Взаимодействие пользователей с прикладным программным обеспечением, входящим в состав системы должно осуществляться посредством визуального графического интерфейса (GUI). Ввод-вывод данных системы, прием управляющих команд и отображение результатов их исполнения должны выполняются в интерактивном режиме [4].. Интерфейс обеспечивает удобный доступ к основным функциям и операциям системы. Система обеспечивает корректную обработку аварийных ситуаций, вызванных неверными действиями пользователей, неверным форматом или недопустимыми значениями входных данных. В указанных случаях система выдает пользователю соответствующие сообщения, после чего возвращаться в рабочее состояние, предшествовавшее неверной команде или некорректному вводу данных.

11. Подсистема администрирования

Подсистема администрирования обеспечивает

управление учетными записями пользователей, загрузку и выгрузку данных, и настройку параметров работы системы [2].

12. Подсистема обеспечения информационной безопасности

Система обеспечивает защиту от несанкционированного доступа, идентификацию пользователя, проверку полномочий пользователя

при работе с системой, разграничение доступа пользователей на уровне задач и информационных массивов.

Разработанная для г. Казани

автоматизированная система измерений позволяет контролировать тепловую производительность, гидравлический режим магистральных сетей и центральных тепловых пунктов. Определять потери тепла, получать отчеты, производить расчеты с потребителями и составлять тепловые балансы, дает возможность заблаговременно выявить

потребителей с некорректным учетом и определить неисправные приборы.

Литература

1. Магадеев В.В. Источники и системы теплоснабженияМ.: Энергия 2013. 272 с.

2. Иванов А.А Автоматизация технологических процессов и производств. Учебное пособие. М.: Изд-во Форум, Инфра-М, 2015. 224 с.

3. Ю. Н. Зацаринная, Н.А. Староверова, Ф.Г. Келеш, Р.Н. Рахмаев, А.В. Чечков, Ю.С. Десятникова Энергосбережение - актуальное направление экологической политики / Ю. Н. Зацаринная, Н.А. Староверова, Ф.Г. Келеш, Р.Н. Рахмаев, А.В. Чечков, Ю.С. Десятникова // Вестник технологического университета - 2015. - №12 - С. 106-109. 4.Зацаринная Ю. Н., Рахматуллин Р. Р., Ризванова Г. И. Информационная транспортная шина предприятий (ЕБВ) в распределенных энергетических компаниях / Ю. Н. Зацаринная, Р. Р. Рахматуллин, Г. И. Ризванова // Вестник Казанского технологического университета. -2013. - №5 - С. 278-280.

© Ю. Н. Зацаринная - канд. тех. наук, доц. каф. электрических станций КГЭУ, доц. каф. автоматических систем сбора и обработки информации КНИТУ, waysubbota@gmail.com; И. Р. Шамилов - студ. КГЭУ; Г. В. Реутин - студ. КГЭУ; Н. А. Староверова - канд. тех. наук, доцент кафедры автоматических систем сбора и обработки информации КНИТУ; А. Р. Хайбуллина - студ. КГЭУ; Г. Р. Шабиева - студ. КГЭУ.

© J. N. Zatsarinnaya, Candidate tehn. Associate Professor, Department of Electrical stations of the KSPEU, PhD. KNRTU, waysubbota@gmail.com; 1 R. Shamilov, student, KSPEU; G. V. Reutin, student, KSPEU; N. A. Staroverova, candidate. those. Associate Professor, Department of automatic systems for the collection and processing of KNRTU; A.R. Khaybullina, student, KSPEU; G.R. Shabieva, student, KSPEU.