Перспективы тепло – и водосчетчиков Д. Анисимов
Дмитрий Анисимов,
главный специалист ООО «Диамер», автор сайта «Теплопункт»
Средства учета воды и тепловой энергии развиваются от «локальных» водо- и теплосчетчиков к распределенным централизованным системам сбора и обработки данных.
Еще в 1990-х годах далеко не каждый российский теплосчетчик был оборудован интерфейсом передачи данных. Но даже те, которые имели интерфейс, использовались, как правило, точно так же, как и те, которые его не имели. Такие приборы стояли в труднодоступных подвалах, а данные с них «снимались» специально назначенными людьми, которые переписывали показания с табло прибора в блокнот, а затем – из блокнота в журнал или компьютер. Сам же интерфейс служил в основном рекламой: у нас, мол, он есть, значит, наш счетчик – удобный и современный.
Вообще наличие интерфейса само по себе никаких реальных выгод пользователю не несет. Пользователю должно быть предоставлено либо готовое программное обеспечение для съема данных, либо описание протоколов передачи данных, используемых теплосчетчиком этого типа.
Первый вариант предпочтителен для частных потребителей, второй – для предприятий, которым необходимо встроить данное устройство наряду с приборами других типов в состав собственной единой системы учета. Понимая это, производители приборов предлагают собственные программы и не хранят в секрете протоколы. Собственные программы, как правило, обладают минимальным количеством функций, работают только со «своими» приборами, а распространяются бесплатно, как некий бонус к прибору.
Ряд фирм, среди которых есть как производители теплосчетчиков, так и специализированные разработчики программного обеспечения, предлагают платные продукты с расширенным функционалом, поддерживающие работу с приборами различных типов. Но и эти программы удовлетворяют лишь запросам «обычного» (пусть даже крупного, имеющего в хозяйстве десятки счетчиков) потребителя. Такие программы позволяют:
- в ручном или автоматическом (по расписанию) режиме опрашивать теплосчетчики и представлять результаты опроса в виде таблиц и графиков;
- обнаруживать разного рода нештатные ситуации на объекте учета: останов теплоносителя, его утечку, отказы самих приборов.
- В целом назначение этих программных продуктов состоит в том, чтобы собрать данные и представить (распечатать) их в виде отчетных ведомостей, которые можно сдать в тепловодоснабжающую организацию.
Но самим снабжающим организациям, а также крупным потребителям (например, промышленным предприятиям) нередко нужны другие функции и иное представление данных. Зачастую им необходимо использовать такой теплосчетчик в составе уже существующей системы, в которой работают тепло-, водо- и газосчетчики различных типов. Ни производителю, ни заказчику в таком случае сотрудничать в плане разработки индивидуального программного обеспечения не выгодно, так как это дорого и требует много времени.
Но выход есть. Заказчики такого рода, как правило, имеют в своем штате квалифицированных программистов и наладчиков. Производитель, как говорилось выше, предоставляет им описание протоколов, реализуемых его приборами, либо передает (продает) готовые программные модули (драйверы, библиотеки функций, ОРС-сервер), которые могут быть встроены в программную оболочку заказчика.
Рассмотрим настоящее и будущее систем учета, предлагаемых в готовом или, как иногда говорят, «коробочном» виде. Но прежде необходимо сделать уточнение по поводу счетчиков воды.
Дело в том, что когда мы говорим о теплосчетчиках, то здесь все понятно. Теплосчетчик – это прибор или комплект приборов, в состав которого обязательно входит блок, оборудованный микропроцессором и содержащий прочие электронные компоненты. Это значит, что теплосчетчик может реализовать любые алгоритмы (протоколы) передачи данных через любые интерфейсы.
Иное дело – счетчик воды. Как правило, это не электронное, а механическое устройство. Правда, многие зарубежные производители предлагают к таким водосчетчикам интерфейсные модули и даже радио- или GSM-передатчики. Но, на наш взгляд, такое решение оказывается чрезмерно дорогим по отношению к начальной цене прибора. Гораздо выгодней (в том числе с точки зрения встраивания в существующую систему учета) использовать водосчетчик с импульсным выходом, подключив его к недорогому тепловычислителю – либо собственному, либо (при наличии свободных входов) к тому, который установлен на том же объекте для учета тепла. Причем некоторые производители предлагают модификации вычислителей, ориентированные на работу только с водосчетчиками.
Вот почему, рассуждая далее о счетчиках или приборах учета, я буду иметь в виду как счетчики (приборы учета) тепла, так и счетчики (приборы учета) воды, выполненные по схеме «измерительные преобразователи – вычислитель».
Особенности структуры
Обычно в структуре таких систем выделяют следующие иерархические уровни:
1) полевой, то есть уровень измерительных преобразователей (датчиков);
2) нижний, то есть уровень микропроцессорных контроллеров (вычислителей);
3) верхний, то есть уровень автоматизированных рабочих мест диспетчеров, серверов сбора информации, серверов баз данных;
4) административный, то есть уровень администраторов баз данных.
Зачастую уровни 1 и 2 объединяют в один, называя его приборным. Наименования уровней могут различаться, поэтому следует пояснить их функции и состав. На уровне 1 производится преобразование значений измеряемых параметров в эквивалентные значения электрических величин. Аппаратура полевого уровня – это измерительные преобразователи и датчики. Некоторые (пока немногие) производители приборов учета выпускают микропроцессорные преобразователи расхода, температуры и давления, передающие на уровень 2 цифровой кодированный сигнал. Вероятно, именно в этом случае целесообразно рассматривать уровень 1 как самостоятельный.
На уровне 2 реализуются функции вычислителей:
- производится обработка (оцифровка) электрических сигналов преобразователей;
- выполняются различные операции над полученными данными, например, накопление (архивирование), простейший анализ на предмет достоверности и т. п.
Здесь же обеспечиваются представление информации в удобной для восприятия оператором форме, а также подготовка ее для передачи на следующий уровень. Кроме того, на уровне 2 существуют:
- различные средства регистрации данных, например, печатающие устройства;
- средства децентрализованного сбора данных, такие как пульты (адаптеры) переноса данных.
Уровень 3 – это, как правило, персональный компьютер или компьютеры, объединяющие, с точки зрения оператора, территориально рассредоточенные и, возможно, конструктивно и функционально различающиеся устройства уровней 1 и 2 в централизованную систему. На этом уровне происходит обобщение информации, ее более сложная, нежели на уровне 2, обработка, а также обнаружение и анализ особых или нештатных ситуаций. Здесь же принимаются решения о том, как реагировать на такие ситуации. Очевидно, что при стандартности используемого оборудования (персональных компьютеров) основой верхнего уровня является программное обеспечение компьютеров. Оно тем более сложно и уникально, чем более неоднороден аппаратный состав нижнего уровня.
Уровень 4 присутствует в системах крупных промышленных предприятий. Он необходим и при организации систем учета в масштабах района и города. Собственно, это тот же уровень 3, но с более широкими полномочиями по принятию решений. Кроме того, на верхнем уровне существует несколько компьютеров (диспетчеров, серверов сбора данных), имеющих большие возможности по обобщению и анализу информации. Для организации взаимодействия устройств верхнего и административного уровней используются, как правило, сетевые технологии, в том числе технологии Internet/Intranet. Основу уровня также составляет программное обеспечение компьютеров.
Счетчик – прежде всего средство измерений
С большой долей уверенности можно предположить, что в ближайшем будущем описанная выше структура систем учета не претерпит существенных изменений. Можно сказать, что теплосчетчики на уровнях 1 и 2 – это «вчерашний день» и их место смогут занять некие компактные интеллектуальные датчики, передающие готовые данные сразу на уровень 4. Можно также заметить, что датчики уровня 1 можно подключать сразу к компьютеру уровня 3, так как вычислитель – это лишнее звено. Однако при организации учета нужно принимать во внимание и следующие соображения.
Учетом должны быть охвачены все водо- и теплопотребляющие объекты: крупные и мелкие, расположенные в больших городах и удаленные. Вот почему не каждый объект может и должен быть включен в некую систему. Локальный учет, то есть учет при отсутствии 3-го и 4-го уровней, также имеет право на существование. Для обеспечения единства учета (единства измерений) приборы – локальные и системные – должны быть идентичными по основным функциям: измерениям и накоплению (архивированию) их результатов.
Все эти приборы должны обеспечивать представление информации «по месту». Возможно, такой тезис может показаться «старомодным». Однако я думаю, что всегда будет необходимо оценить состояние объекта и самого средства учета непосредственно там, где оно функционирует, то есть в подвале, а не на рабочем месте оператора – за 10 км от этого подвала.
Кроме того, полезной и нужной является функция хранения результатов измерений (архивов) непосредственно в счетчике. Счетчик является сертифицированным средством измерений и прибором учета, защищенным от несанкционированного вмешательства в его работу. Вот почему его данные – это надежный первоисточник, к которому можно обращаться в спорных ситуациях. Ведь каналы передачи данных и компьютеры верхних уровней застрахованы от всякого рода помех, неполадок и «взлома» в гораздо меньшей степени.
Вот почему на уровне 1 мы оставляем «классические» средства измерений расхода, температуры, давления, а на уровне 2 – «классические» вычислители. Или, другими словами, на нижних уровнях систем учета мы отводим место обычным и привычным теплосчетчикам.
Разумеется, с каждым годом они будут совершенствоваться: становиться более точными и надежными, удобными при монтаже и эксплуатации. В то же время мы не поддерживаем стремление некоторых производителей превратить теплосчетчик в конечный инструмент учета, наполнив его до отказа всевозможными дополнительными функциями.
Возможности современной техники позволяют за небольшие деньги осуществить в счетчике любые операции вплоть до выписки счетов за тепло- или водопотребление. Но следует помнить, что любой счетчик – это, в первую очередь, средство измерений. Совершенствовать нужно именно измерительную часть, а «бухгалтерию» и сложную обработку данных следует оставить верхним уровням, тем более что бухгалтерские правила могут меняться, в отличие от метрологии.
Это не противоречит тому, что было сказано выше о локальном учете на удаленных объектах. В том случае также имеется энергоснабжающая организация, в которой должны обрабатываться показания прибора. Другой вопрос, как эти показания туда доставляются. А система должна облегчать жизнь людей, выполняя рутинную работу.
Развитие верхних уровней систем учета тоже связано с возможностями современной техники. Совершенствуются устройства передачи данных, компьютеры, операционные системы. Данные передаются и обрабатываются быстрее, представляются в более наглядном виде и т. д.
Обеспечить единство учета
На начальных этапах развития тепловодоучета показания счетчиков переписывались в тетрадь, затем – в бланки установленной формы. Эти бланки относились в тепловодоснабжающую организацию.
Затем появились бухгалтерские программы, и исчезла необходимость переписывать данные. При аккуратном ведении бухгалтерского учета отчеты формировались автоматически. Но необходимость представлять их в налоговую инспекцию осталась. Сам же бухгалтер получил удобный инструмент анализа своего хозяйства.
Та же ситуация существует и в случае с теплосчетчиком, данные которого передаются на компьютер диспетчера по каналам связи. Счетчик считает, диспетчер раз в месяц нажимает кнопку в окне программы и получает все данные. Их можно проанализировать и распечатать. Но необходимо доставлять эту распечатку в тепловодоснабжающую организацию. В снабжающей организации (СО), как и в налоговой инспекции, данные из многочисленных бумажных отчетов нужно перенести в свои компьютеры, что является достаточно трудоемкой задачей. Вот почему эти организации приветствуют сдачу им данных на электронных носителях.
В ряде городов сделан уже следующий шаг в развитии. Там функционируют системы передачи налоговой отчетности через Интернет. Налогоплательщик может делать это сам или через уполномоченную налоговой инспекцией фирму-оператора. Некоторые СО также идут этим путем. Мы тоже видим развитие систем учета не в совершенствовании их «приемо-передающих», аналитических и презентационных функций, а в интеграции систем потребителя с системами поставщика воды и тепла. При этом, например, в описанной ранее структуре системы учета уровень 3 «принадлежит» потребителю, а уровень 4 – поставщику. Или на уровнях 3 и 4 есть компьютеры и того, и другого.
При таком подходе программное обеспечение систем должно соответствовать ряду условий. Например, необходимо, чтобы система поддерживала работу со счетчиками различных типов и позволяла достаточно просто подключить счетчик нового типа. Алгоритмы обработки данных, подготовки отчетов и формирования счетов должны быть стандартными и соответствующими действующему законодательству. Программное обеспечение должно быть открытым для дополнений и обновлений в случаях изменения законодательства, а также для доработки под собственные нужды пользователей, региональные особенности и т. п.
Разработка программного обеспечения таких систем – задача серьезная и вполне самостоятельная. И решать ее должны не производители приборов, а специализированные разработчики, тесно взаимодействующие с юристами, финансистами, энергоснабжающими организациями, водоканалами или специализированные подразделения фирм-производителей приборов учета.
Приборы учета должны обеспечивать единство измерений и единство учета на уровнях 1 и 2, а системообразующее программное обеспечение – на уровнях 3 и 4. В настоящее время единство учета в России пока не обеспечено ни на одном из этих уровней. Система сертификации счетчиков несовершенна, потому в Госреестре средств измерений могут оказаться даже явно некачественные приборы. Далеко не каждый теплосчетчик, оборудованный интерфейсом, реально может использоваться в составе какой-либо системы учета. Программное обеспечение систем практически никак не контролируется.
Системы будущего
В настоящее время в России типичная система учета тепла – это один счетчик или группа счетчиков (как правило, однотипных), соединенных каналами передачи данных с диспетчерским компьютером. Последний оснащен программным обеспечением, предоставленным производителем приборов. Система позволяет по команде оператора или по расписанию считывать данные счетчиков, сохранять их на электронных носителях, представлять в виде графиков или отчетов. Передача этих отчетов в снабжающую организацию в виде файлов или распечаток не является функцией системы.
Необходимо, чтобы в ближайшем будущем системы включали в себя большее количество разнотипных счетчиков и группы автоматизированных рабочих мест операторов. Такие системы должны позволять считывать, сохранять, анализировать и представлять данные, предоставляя операторам больше возможностей, чем сейчас. Главное, чтобы системы будущего охватывали всю «вертикаль» учета – от подвала до офиса снабжающей организации. Они должны выполнять:
- передачу отчетов «наверх» и их обработку;
- формирование счетов согласно действующим на данный момент тарифам, правилам, нормативам;
- доставку счетов потребителю.
Для того чтобы создавать такие системы, не нужен технологический прорыв – все это возможно реализовать и на существующем ныне оборудовании.