На пороге интеллектуального учёта газа
Вступление в силу федерального закона от 27 декабря 2018 г. N 522-ФЗ дало старт широкому внедрению интеллектуальных систем учёта электроэнергии. По-видимому, принятие аналогичного решения в сфере учёта газа и широкого применения в ней «умных» счётчиков также не за горами. Ожидается, что внедрение интеллектуальной системы учёта газа позволит повысить платёжную дисциплину и решить проблему небалансов.
Можно согласятся с тем, что внедрение чего-то нового должно проходить не в ущерб старому — отлаженным действующим информационным компонентам системы учёта газа, т.к. существует обширный парк установленных приборов учёта и систем телеметрии. Для их опроса региональные газовые компании применяют разнообразные программы сбора данных зачастую ориентированных на работу с одним конкретным типом счетчика газа и, кроме того, немалая доля узлов учета опрашивается по старинке — путём обхода с ноутбуком. Собранные данные интегрируются в платёжные и учётные системы с помощью различных стандартных и нестандартных приложений .
Однако, в настоящее время, рядом отечественных предприятий предлагается комплексное решений, когда вместе с интеллектуальным счётчиком газа поставляется программное среда для его интеграции в единое информационное пространство .
Примером такого комплексного решения являются интеллектуальные счётчики и комплексы СМТ-Смарт производства ООО «Техномер» , для интеграции которых в единое информационную систему (ЕИС) разработан информационный шлюз – программно-технический комплекс «Газсеть: Шлюз» . Благодаря такому шлюзу, сопряжение СМТ-Смарт с любыми существующими , а также будущими звеньями ЕИС, не составит большой технологической проблемы. Комплексное решение «умный счётчик + шлюз» от одного и того же производителя концептуально нацелено на предельную лёгкость интеграции первичных приборов в системы верхнего уровня, и вообще. в любые сторонние системы
Интеллектуальный счетчик СМТ-Смарт
В чём же сложность интеграции любого интеллектуального счётчика в систему учёта? И почему «фирменный» шлюз от производителя счётчика может существенно облегчить данную задачу? Счётчик СМТ-Смарт заменяет три «традиционных» прибора: счётчик объёма газа при рабочих условиях, электронный корректор объёма газа с преобразователями давления и температуры, осуществляющий пересчет полученного объема к стандартным условиям и модуль телеметрии, передающий показания на сервер.
Благодаря микротермальному методу, счётчик СМТ-Смарт осуществляет прямое измерение приведённого к стандартным условиям объёма газа, без привлечения результатов других прямых измерений. Таким образом, счётчик не нуждается в коррекции объёма газа по давлению и температуре. В этом смысле данный прибор удобней, чем ставший уже привычным конгломерат из счётчика газа и электронного корректора, с подключенными датчиками. Очевидна практичность СМТ-Смарт для монтажа, обслуживания и поверки.
Кроме основного предназначения счётчик СМТ-Смарт выполняет ряд «интеллектуальных» функций. Он обеспечивает защиту от внешних, в т.ч. несанкционированных воздействий, искажающих результаты измерения объёма. Прибор постоянно выполняет самодиагностику — проверку работоспособности счётчика, его отдельных узлов и условий эксплуатации. Все нарушения фиксируются в памяти прибора.
Информация об измеряемых параметрах газа: объем газа,приведённый к стандартным условиям , его температура , обобщенный параметр состава газа (К-фактор), а также результаты самодиагностики счётчика поступают в электронный блок для архивирования, отображения на индикаторном табло и передачи данных на удалённый сервер. Счётчик имеет встроенный модуль телеметрии, обеспечивающий двусторонний обмен по каналу GSM/GPRS.
Новейшие модификации СМТ-Смарт — комплекс и счётчик-клапан — имеют свои интеллектуальные свойства. Например, запорный клапан, встроенный в счётчик-клапан СМТ-Смарт даёт возможность прекратить или возобновить подачу газа. Клапан закрывается либо автоматически — при обнаружении счетчиком аварийной или нештатной ситуации, либо удаленно , по команде оператора . Открытие клапана возможно только дистанционно, также по команде оператора.
Диагностика или самодиагностика?
СМТ-Смарт, как и любой счётчик газа, предназначен для длительной автономной работы в необслуживаемом режиме. Умный прибор способен отслеживать нарушения условий эксплуатации, сбои внутренних систем и даже пресекать попытки взлома.
Определена градация событий-нарушений по степени их влияния на работоспособность счётчика, состоящая из трёх уровней: предупреждения, тревоги и аварии.
Предупреждение выявляет нарушение целостности систем счётчика. Прекращение события сообщает о полном восстановление целостности систем счётчика. События не влияют на метрологические характеристики счётчика. Примеры: «SIM-карта не установлена», «Состав газа не определен (к-фактор вне рабочего диапазона)».
Тревога отмечает временное нарушение условий эксплуатации, или на временный сбой в работе узлов счётчика. Прекращение события уведомляет о восстановлении штатных условий. Длительная тревога может повлиять на метрологические функции счётчика и привести к «аварии». Примеры: «Сбой в работе измерительного модуля», «Расход измеряемого газа превышает предел рабочего диапазона».
Авария — потеря функциональности счётчика из-за отказа его систем. Причиной аварии может быть и длительное нарушение условий эксплуатации, и несанкционированное внешнее воздействие. При аварии счётчик останавливает счёт, сохраняет показания в архивах. Счётчик должен быть подвергнут очередной метрологической поверке или ремонту. Примеры: «Длительное превышение пределов рабочего диапазона температур измеряемого газа», «Отказ измерительного модуля», «Вскрытие корпуса счетчика».
Перечень контролируемых в режиме самодиагностики событий может различаться между модификациями прибора. Но итог одинаков — вмешательства будут пресечены, а хронология событий и состояний записана в прибор и передана на сервер.
Развитая система самодиагностики не только фиксирует в памяти прибора все нарушения в работе счётчика, но и обеспечивает их передачу на сервер. Оперативное оповещение газовой службы помогает оператору своевременно выполнить удалённую предварительную диагностику, до выезда сервисного специалиста на узел учёта.
Наглядный интерфейс приложений «Пульт диспетчера» и «Анализ данных» позволяет быстро и детально восстановить картину отказов или нарушений и локализовать предполагаемые причины. Оператор «Газсеть: Экстра» может быстро оценить работоспособность прибора и принять меры для решения нештатных ситуаций.
Как интегрировать умный прибор?
Для выполнения интеграции умного счётчика, умного комплекса или счётчик-клапана СМТ-Смарт в информационно-управляющую систему, необходимо глубокое знание этих приборов, понимание принципов их работы. Кропотливая часть внедрения прибора учёта в систему — реализация протокола обмена по телекоммуникационному каналу и через интерфейсный кабель. Разработчики программного компонента «Газсеть: Шлюз» работали в тесном общении с конструкторами счетчика. Благодаря слаженной работе, элементы интеграции прибора с программами верхнего уровня удаётся реализовать качественнее.
В процессе эксплуатации умный счётчик газа генерирует непрерывный поток показаний, состояний самодиагностики, системных событий и изменений. Но как передавать эту информацию на верхний уровень? Как при этом структурировать и группировать данные? Вероятно, при передаче следует защищать данные, обеспечивая их целостность, достоверность, конфиденциальность. А если количество умных узлов газа перевалит за сотни тысяч или миллионы… Не приведёт ли это критической нагрузке на серверы и коммуникационные сети? Возможно, данные следует упаковать или как-то ещё минимизировать трафик?
Эти и другие вопросы возникали как у разработчиков ПТК «Газсеть», так и у его пользователей, т.е. разработчиков информационных систем верхнего уровня - ООО «АНТ-Информ». В результате совместных усилий были найдены типовые решения и выработана определённая технология интеграции данных по учёту газа. Она была воплощена в программном компоненте «Газсеть: Шлюз».
Как создавали «Газсеть: Шлюз»
«Газсеть: Шлюз» выпускается в составе комплекса «Газсеть», который сегодня уже довольно хорошо известен специалистам по учёту газа. А как он появился?
Вначале была написана концепция разработки. В её основу были положены два принципа: консолидация и интеграция. Разработчики решили собрать воедино множество разрозненных программных модулей, унифицировать служебные форматы передачи первичных данных от приборов учёта. Ими двигало только одно сильное желание — сохранить, объединить, упорядочить и обновить все исходные компоненты, чтобы разработать и предложить пользователям новый интеллектуальный инструмент учёта газа.
В ходе «консолидации» оказалось, что коммуникационные функции системы можно существенно улучшить как по скорости, так и по надёжности. Были переписаны драйверы старых протоколов и добавлена поддержка новых протоколов.
Сердцевина ПТК «Газсеть» — это сервер сбора данных. Он позволяет полностью автоматизировать процесс передачи данных от УУГ до системы верхнего уровня. По новой архитектуре потребовалось переписать его заново. Производительность возросла многократно.
Под «интеграцией» тогда подразумевалась всего одно звено: трансляция данных от узлов учёта в систему верхнего уровня «ИУС-ГАЗ». Так появился на свет «Газсеть: Шлюз» — «подсистема для интеграции узлов учёта газа в ПО сторонних производителей».
Годом позже к сотрудничеству в развитии продуктовой линейки «Газсеть» присоединились специалисты АО «Газпром межрегионгаз Нижний Новгород». Они разработали новую концепцию — о создании ЕИП — единого информационного пространства «Поставщик-Потребитель». Проект построения ЕИП региона с самого начала был ориентирован на применение «Газсеть» в качестве важного программно-технического элемента. При реализации ЕИП принцип интеграции охватил более широкий круг задач:
-
включение поддержки корректоров, счётчиков и модулей телеметрии различных производителей;
-
консолидация диспетчерского контроля УУГ всех секторов газопотребления в единственном приложении «Пульт Диспетчера»;
-
объединение информационных потоков от узкоспециализированных приложений разных производителей в единую систему учёта;
-
трансляция всей собранной и обработанной информации о газопотреблении в систему верхнего уровня.
-
экспорт первичной информации с сервера сбора данных в подсистему биллинга;
-
авторизованный доступ потребителей в ЕИП при помощи личных кабинетов «Газсеть: онлайн»;
В первых версиях «Газсеть: Шлюз» умел транслировать данные только от нескольких типов приборов учёта . Со временем номенклатура оборудования расширилась. Сегодня «Газсеть: Шлюз» поддерживает обширный перечень из наиболее популярных в России типов приборов учёта, включая умные счётчики и комплексы производства ООО «Техномер».
Единое информационное пространство
Концепция ЕИП получила одобрение руководства «Газпром межрегионгаз». Нижегородский регион получил неофициальный статус полигона для реализации концепции ЕИП, для широкого применения узлов учёта с приборами от ООО «Техномер», для испытания и развития системы «Газсеть».
Поскольку цели были поставлены высокие, проект предусматривал поэтапное выполнение. Например, для реализации поддержки корректоров различных производителей требовалось и создание новых коммуникационных модулей, и существенная доработка компонентов «Газсеть», включая шлюз.
Сегодня в региональных газовых хозяйствах существует большое разнообразие оборудования установленных УУГ: счётчиков газа, электронных корректоров, модулей телеметрии, конвертеров интерфейсов и т.д. Счётчики газа различаются по физическим принципам, методам измерения, интерфейсам. Электронные корректоры — при отсутствии детальной стандартизации по сохранению измерений в электронных приборах учёта газа — существенно отличаются формой и составом внутренних архивов, списками параметров.
Одна только реализация поддержки разнородных приборов учёта оказалась непростой задачей, настоящим вызовом для конструкторов, разработчиков, инженеров. Написание новых коммуникационных драйверов потребовала близкого знакомства с умными приборами. Модель данных для гармоничного внутреннего представления претерпевала многократный пересмотр. Унификацию данных от гетерогенных источников данных пришлось производить шаг за шагом. Приемлемая производительность автоматической обработки при масштабировании сети была достигнута далеко не сразу.
Построение ЕИП стало не только испытанием продукции «Техномер», но и профессиональной школой для специалистов. Ценой большой коллективной работы под руководством и при полной поддержке АО «Газпром межрегионгаз Нижний Новгород», проект был реализован в срок в объёме утверждённого плана работ.
Каковы итоги и состояние ЕИП сегодня? С использованием новых приборов производства ООО «Техномер» было установлено и внедрено в «Газсеть» более 1500 узлов учёта. Из них:
в коммунально-бытовом секторе:
-
СМТ-Смарт — 50
-
ТС215/220 + БПЭК — 500
-
BK G1,6-G6 + ТМР — 500
в промышленном секторе:
-
EK270/280/290 + БПЭК — 400
-
ИРВИС + БПЭК — 50
-
СПГ + БПЭК — 50
Автоматический сбор обслуживаемых УУГ работает исправно, полнота собираемых данных держится на уровне не ниже 97%. Сотрудничество в совершенствовании ЕИП продолжается.
Успех построения ЕИП подтвердил правильность базовой концепции и показал полезность «Газсеть: шлюза» в качестве удобного инструмента интеграции первичных приборов в системы верхнего уровня.
Сетевой интерфейс для умного счётчика
Рассмотрим в общих чертах назначение, архитектуру и принцип работы «Газсеть: Шлюз».
Программный компонент «Газсеть: Шлюз» предназначен для сопряжения региональной сети телеметрии на базе ПТК «Газсеть» и произвольной сторонней информационной системы. В качестве сторонней ИС может выступать любая заинтересованная в данных учёта газа система: например, «ИУС-Газ» или ЕИСУГ.
Сеть телеметрии на базе ПТК «Газсеть» обеспечивает автоматизацию обслуживания узлов учёта газа. ПТК реализует не только автоматически сбор данных с УУГ, но и мониторинг, диспетчеризацию, диагностику и анализ, отчётность, экспорт-импорт.
Решение «сеть телеметрии + шлюз» изначально задумано для достижения максимальной практичности и естественности, и в то же время устойчивости и производительности, при встраивании большого количества любых узлов учёта газа в любые системы верхнего уровня.
Архитектура решения имеет следующие главные элементы, участвующие в трансляции данных учёта:
-
GatewayWS — веб-служба шлюза: реализует SОАР-интерфейс для доступа к данным учёта газа, архивам событий и параметров приборов;
-
Сервер сбора данных — служба, обеспечивающая обмен данными с УУГ по каналам связи GSM/CSD, GPRS/TCP(FTP) и др.;
-
Планировщик — служба, выполняющая расписание опроса УУГ. Контролирует полноту сбора данных от УУГ. При обнаружении недостающих фрагментов, запрашивает их по свободным каналам;
-
Автообработчик — служба, осуществляющая импорт файлов первичных данных от УУГ в базу данных;
-
БД Учёта обеспечивает хранение данных узлов учёта, а также служебных данных системы;
-
УУГ — большое количество узлов учёта газа, распределённых на обширной территории. УУГ включают в автоматический сбор данных посредством Сервера сбора данных;
-
Клиенты, ИС-пользователи – пользователи шлюза, сторонние информационные системы.
Шесть плюсов «Газсеть: Шлюз»
Сопряжение умных приборов учёта газа с ЕИС через «Газсеть: Шлюз» следующие основные преимущества.
Во-первых, универсальная совместимость с оборудованием узлов учёта газа. «Газсеть» традиционно поддерживает наиболее распространённые в РФ типы счётчиков газа, коммуникационных модулей, модулей телеметрии, блоков питания. Не будет преувеличением утверждение, что «Газсеть: Шлюз» совместим с 99% узлов учёта газа, установленных в РФ.
«Газсеть: Шлюз» в настоящее время совместим с корректорами: ЕК260, ЕК270, ЕК280, ЕК290, ТС210, ТС215, ТС220 (ООО «Эльстер Газэлектроника»); СПГ761, СПГ762, СПГ763 (АО НПФ «Логика»); ФЛОУГАЗ, ФЛОУГАЗ-Т (ООО ЭПО «Сигнал»); ИРВИС-РС4, ИРВИС-РС4М (ООО НПП «ИРВИС»).
«Газсеть: Шлюз» совместим с коммуникационными модулями линейки БПЭК, обеспечивающими функционал блока питания и сбор данных с УУГ через Интернет.
Благодаря совместимости с модулями телеметрии серии ТМР-01/02, которые передают данные даже в условиях минимального уровня сигнала GSM-сети, «Газсеть: Шлюз» может получать и передавать дальше данные с бытовых счётчиков газа BK G1,6-G6 (ООО «Эльстер Газэлектроника»).
«Газсеть: Шлюз» полностью совместим с умными счётчиками и комплексами производства ООО «Техномер»: счётчик газа СМТ-СМАРТ G4\G6\G10; комплекс СМТ-Смарт; счётчик-клапан СМТ-Смарт.
Во-вторых, автоматический сбор данных. Сбор данных — это комплексный, технологически и логически сложный процесс, трудоёмкий в реализации и сопровождении. На сервер «Газсеть» данные для учёта газа собираются автоматически, благодаря Серверу сбора данных. ИС-пользователям не нужно «беспокоиться» о сборе данных с УУГ через шлюз. Актуальные данные с умных приборов, равно как и с обычных узлов учёта, к каждому моменту времени предполагаются уже собранными (хотя, возможно, и не на 100%). ИС должна лишь «позаботиться» о получении у шлюза только самых свежих данных — информации, которая не была запрошена ранее. Сервер Сбора в автоматическом режиме контролирует полноту сбора данных.
В-третьих, автоматическая обработка данных. Сервер сбора данных сохраняет первичные данные от УУГ в промежуточной форме — в виде временных файлов (.rdt). Программа автоматической обработки (Автообработчик) транслирует эти файлы во внутреннее представление Базы данных учёта, которое близко по структуре к формату хранения в памяти умных приборов.
Первичное представление обычно не содержит информацию в нужной форме. Поэтому Автообработчик параллельно с импортом данных в первичное представление выполняет пересчёт части данных для приведения их к конечному — пользовательскому представлению. В результате пересчёта в БД формируется кэш, структура которого не зависит от типа прибора учёта газа.
Автоматическая обработка рассчитывает, например, такую форму, как «интервальные данные о потреблении»: потреблённые объёмы газа (за час, сутки, месяц, год). Если прибор хранит в своём архиве только абсолютные («нарастающие») значения объёма, то Автообработчик вычисляет разности между абсолютными показаниями на концах интервалов. Дополнительно, рассчитывается удобное агрегированное представление данных о событиях, о полноте данных и т.д. При пересчёте в кэш аппаратные события дополняются вычисляемыми логически «программными таймерами», например, «скачок потребления», «нулевое потребление», «наличие критичных тревог» и т.д. Кроме того, события приобретают чёткую градацию на «тревоги», «предупреждения» и «уведомления».
Конечное представление не только удобно для отображения и отчётности, но и применяется при выгрузке во внешние системы биллинга и учёта, а также при трансляции через шлюз. Благодаря автоматической обработке внешние ИС избавляются от нетривиальных рутинных вычислений, которые несвойственны их уровню учёта и требуют знаний специфики приборов учёта.
В-четвертых, унифицированный интерфейс к данным узлов учёта газа. Шлюз определяет чёткий протокол доступа — своего рода логический каркас, который мало меняется в новых версиях. Каркас состоит из списка API-функций и объектной модели. Функции задают форму запросов к шлюзу, т.е. собственно интерфейс получения данных через Интернет. Объектная модель описывает внешнее представление, т.е. указывает, как разбирать и интерпретировать полученные у шлюза данные. Внешнее представление унифицировано, так как оно не зависит от типов или версий приборов учёта газа. Изменения и дополнения интерфейса крайне редки и тщательно документируются.
В итоге, программист ИС-пользователя шлюза, т.е. системы верхнего уровня, может полагаться на неизменность интерфейса шлюза. Он может быть уверен, что написанные им коды взаимодействия будут работать стабильно не только с текущей версией шлюза, но и со многими последующими. При всех доработках «Газсети» — добавлении новейших типов и версий приборов, новых каналов связи, дополнительных сервисных функций, а также при исправлении мелких ошибок, и т.д. — стыковка между приборами и ИС-пользователем через шлюз будет незыблемо работоспособна.
В-пятых, безопасность информации. Изменение данных при передаче по сети Интернет невозможно благодаря защищённости протокола SOAP. Данные на сервере «Газсеть» гарантированы от изменения извне, так как шлюз обращается к серверу БД в режиме «только чтение».
В-шестых, качественная техническая поддержка. Развитие «Газсеть: Шлюз» не прекращается. С выпуском новых версий продолжается решение и сопровождение целого комплекса технических проблем. Среди них: расширение номенклатуры типов приборов учёта и систем телеметрии; применение новейших телекоммуникационных технологий; масштабирование сетей телеметрии с ростом парка УУГ; сопряжение с верхнеуровневой системой учёта газа; помощь в настройке и администрировании серверов «Газсеть: Экстра»; любые консультации. По шлюзу и другим компонентам предоставляется актуальная пользовательская документация. Все вопросы по интеграции обсуждаются с разработчиками систем верхнего уровня.
Шлюз имеет и другие замечательные свойства. Компонент прост в развёртывания: он встроен в коробочный продукт «Газсеть: Экстра». Установка и удаление с компьютера удобны для администратора «Газсети». Для сопряжения сторонней информационной системы-клиента (ИС-клиента) со шлюзом требуется настройка всего одного параметра конфигурации (IP-адрес и порт веб-службы). Для интеграции систем используется доступная инфраструктура — Интернет, и ничего другого строить не нужно. Для шлюза характерна гибкость топологии: к данным умного прибора через шлюз можно подключить любое количество ИС-клиентов, а одна и та же ИС-клиент может стыковаться с любым количеством серверов «Газсеть» через шлюзы. Согласованность и экономию трафика обеспечивает встроенный в триггерах БД Учёта механизм отслеживания новейших данных (row_version). Благодаря ему, ИС-клиент всегда «знает» с какой «закладки» следует продолжить запрос данных у шлюза для очередной загрузки в своё хранилище. Это гарантирует, что ИС может своевременно получать все данные, причём без дублирования.
Сбор данных с умных приборов
Прежде чем транслировать данные на верхний уровень, следует наладить устойчивый автоматический сбор данных.
Применяемые для сбора данных с узлов учёта газа средства связи и технологии имеют большое значение для интеллектуального учёта. Требования по надёжности, достоверности, оперативности сбора данных неуклонно возрастают.
В системе «Газсеть» передача данных по технологии сотовой связи GSM/GPRS (TCP/IP или FTP) является в настоящее время основным видом связи.
Канал передачи по GSM/CSD используется как дополнительный вид связи. Он применяется в тех случаях, когда связь по GSM/GPRS по каким-либо причинам реализовать невозможно, либо как средство для интерактивных сеансов связи, например, для чтения/записи параметров электронного корректора.
Сбор данных с узла учёта газа по каналу GSM/CSD осуществляется по расписанию, которое задается индивидуально для каждого узла учёта. Администратор указывает «периодичность опроса» — интервал в часах между сеансами связи. Прибор будет опрашиваться не чаще, чем через заданный интервал при учёте опционального ежесуточного окна.
В отличие от GPRS-связи, связь по CSD даёт возможность «экстренного» или «интерактивного» опроса — пользователь-метролог может в любое время (или в пределах заданного окна), дозвониться до корректора для выгрузки архивов или записи параметров.
Канал GPRS является более дешёвым и скоростным в сравнении с GSM/CSD. Данные от УУГ до сервера «долетают» не более, чем за 15 секунд. Сбор данных возможен только по расписанию, в автоматическом режиме. В промышленном секторе учёта газа применяются, в основном, коммуникационные модули с GPRS-модемом, реализующие комбинацию GSM/GPRS и GSM/CSD. Каждый режим связи осуществим внутри «своего» ежесуточного окна.
Рассмотрим, как «Газсеть» собирает данные в коммунально-бытовом и бытовом секторах газопотребления. Для сбора данных в этом сегменте используются модули телеметрии ТМР-01, которые подключаются к счётчикам газа серии BK производства «Эльстер Газэлектроника» и счётчик газа СМТ-Смарт со встроенным коммуникационным модулем.
Передача данных ведётся по каналу GSM/GPRS. Сервер сбора данных может быть организован либо в управляющей компании, либо в ООО «Техномер», либо в РГК.
Счётчик газа СМТ-Смарт самостоятельно открывает сеанс связи и передаёт данные в автоматическом режиме в заданное время. По умолчанию с завода-изготовителя счётчик настроен на режим передачи: каждое 1-ое число декады в 10:00. Данные передаются на сервер сбора данных.
Комплекс газа СМТ-Смарт, ориентированный на промышленные узлы учёта, превосходит счётчик СМТ-Смарт расширенным набором интерфейсов передачи данных. Кроме оптопорта и встроенного модема GSM/GPRS связи имеется интерфейс RS485. Передача данных на сервер может осуществляться по одному из нескольких возможных каналов: либо по каналу сотовой связи CSD, GPRS (TCP-IP или FTP), либо по проводной связи — в зависимости от настроек на сервере и желания оператора. Для работы встроенного модема GSM/GPRS связи допустимо использовать либо внутреннюю антенну, либо, в случае неустойчивой связи, подключаемую к штатному разъёму выносную внешнюю антенну.
Ручной, или интерактивный, сбор данных с СМТ-Смарт при помощи программы опроса осуществим по CSD либо кабельной связи.
В настоящее время ведутся работы по реализации ещё одного новейшего канала связи — радиоканала LoRaWAN. Интерфейс LoRaWAN встроен в счётчик газа СМТ-Смарт. Данная разновидность связи имеет свои преимущества и недостатки, в сравнении с технологиями сотовой связи. Будет ли она широко применяться — покажет время.
Обслуживание умных приборов
Несмотря на обилие автоматических функций, персоналу поставляющих и обслуживающих организаций также хватает работы. Необходимо настраивать и наблюдать автоматику и своевременно реагировать на нештатные ситуации и критичные для коммерческого учёта газа тревоги.
Ответственным пользователям сети телеметрии на базе «Газсеть: Экстра» удобно производить повседневную работу по информационному обслуживанию узлов учёта газа. Администратор, диспетчер, метрологи, обеспечены приложениями, в которых они могут выполнять мониторинг, диспетчеризацию, диагностику, управление умными функциями, анализ, экспорт в биллинговые системы или верхний уровень.
Главное приложение для интерактивного обслуживания «Газсеть: Экстра» — «Пульт диспетчера». Оно служит для конфигурирования и мониторинга автоматического сбора данных. Приложение позволяет диспетчеру наблюдать и контролировать нормальную работу автоматического сбора данных и оперативно обнаруживать наиболее важные события и проблемы на уровнях связи и сбора данных.
Для любого узла учёта газа, включенного в «Газсеть: Экстра» за любой выбранный период, доступна метрика полноты собранных данных, дата последнего сеанса опроса, новейшая архивная дата, собранная в БД. Собираемость данных можно оценить по метрике «Сеансы связи», которая рассчитывается как процентная доля успешных сеансов.
Уровень полноты данных и собираемость данных от УУГ помечаются цветом.
Первейший признак исправности узла учёта газа — это полнота данных. Если полнота или собираемость ниже 100%, необходимо выбрать его в таблице «Узлы учёта газа» и перейти во вкладку «Сеансы связи», где отображается статистика сеансов связи. Например, если все сеансы связи — неудачные, значит узел учёта газа не отвечает на запросы сервера.
Если во время сеанса связи с прибором возник отказ, то в поле «Описание» можно прочесть текстовое сообщение о причине.
Наиболее полные возможности по анализу собранных данных по учёту газа предоставляет приложение «Анализа данных».
Прежде всего, есть интерфейс для ручного сбора данных с УУГ, т.е. это опроса УУГ под управлением оператора. Его применяют, например, при отсутствии модемной связи.
Кроме этого, «Анализ данных» предоставляет исчерпывающую информацию, скачанную с УУГ, с любой глубиной хронологии: историю изменения потреблённых объёмов и метрологических параметров; архивы показаний, тревог и событий; журналы мгновенных и ежемесячных показаний; истории правки системных параметров и настроек приборов.
Программа предоставляет удобную форму детального изучения тревог и событий на УУГ за нужный период — «Таймеры событий».
Приложение включает и обширный встроенный набор готовых шаблонов отчётов: отчёты по одному узлу; отчёты по выборке из нескольких УУГ.
Предоставлены встроенные опции для экспорта данных: экспорт через транспортные файлы; конверсия отчётов в стандартные форматы; выгрузка в XML-формате для интеграции во внешние системы учёта и биллинга.
Богатство сервисных функций наращивается постепенно. Благодаря пользователям, удаётся добавлять новые форматы и сценарии для просмотра, печати и экспорта.
Какие ещё приборы можно интегрировать?
Как уже отмечалось выше, «Газсеть» совместим с разнообразными приборами учёта. Разработчики стремятся к универсальности системы и открыты для предложений о включении в систему новых корректоров и умных счётчиков.
Первым прибором, добавленным к традиционной линейке EK/TC, стал СПГ. Позднее были включены ИРВИС и Флоугаз. Перечень корректоров и умных приборов постепенно наращивается.
Какой опыт приобрели разработчики, пройдя путь интеграции в систему учёта многообразных приборов учёта газа?
Стало очевидно, что стандартизация приборов учёта разных производителей в части структуры и объемов информации, передаваемой на сервер ЕИС практически отсутствует.
Удалось понять, какие свойства приборов учёта газа можно считать универсальными, а какие индивидуальны. Пришлось разработать иерархии объектов и устоявшиеся модели баз данных. Определены сценарии разработки методов трансляции данных на верхний уровень.
Конструкторы модулей телеметрии также прошли немалый путь по дороге интеграции. В список совместимости с корректорами некоторых моделей БПЭК добавлены СПГ76х, СПГ74х, ФЛОУГАЗ, ФЛОУГАЗ-Т, Ирвис. Очередная ступень эволюции БПЭК — линейка цифровых коммуникационных модулей ЦК, основанных на едином электронном компоненте. Данный компонент, как платформа, сосредоточит в себе сумму полезных свойств, характерных для всего семейства БПЭК: поддержка 2-х SIM-карт с возможностью привязки каждой к 2-м серверам сбора данных; поддержку 4-х внешних датчиков с трансляцией их состояний по каналам связи; функция питания корректоров; автономная работа от батарей питания; поддержка всего актуального перечня корректоров, включая опрос и трансляцию данных по совместимым каналам связи на серверы; USB-интерфейс для удобства подключения ноутбука к корректору.
Интеграция умных приборов открыла новую страничку в разработке «Газсеть»: у приборов СМТ-Смарт индивидуальных особенностей не меньше чем стандартных свойств. Появилась новые категории атрибутов: умные свойства и умные функции.
Опыт применения «Газсети» в регионах
После испытания ПТК в пилотном проекте началось более широкое внедрение «Газсети» в газопоставляющих компаниях в нескольких регионах РФ.
Нижегородская область — это «родной» регион для «Газсети». Как уже упоминалось выше, ПТК был введён в эксплуатацию в региональной газовой компании (РГК) для реализации проекта ЕИП. За первый год развития проекта «Нижний Новгород» полностью автоматизировано:
-
около 70% крупных промышленных потребителей;
-
около 30% потребителей коммунально-бытового сектора;
-
около 0,1% потребителей бытового сектора.
Кавказ – это регион, где «Газсеть» был применён только в бытовом секторе. Здесь (в республиках Дагестан, Ингушетия, Кабардино-Балкария, Северная Осетия) с помощью ПТК автоматизировано обслуживание более 9000 УУГ, оснащенных модулем телеметрии ТМР-01. Сбор данных на 100% автоматический и идёт по технологии GPRS.
Оренбургская область. Единая информационная система на базе ПТК «Газсеть» применяется для учёта газа в промышленном и коммунальном секторах. Система обслуживает:
-
более 500 УУГ автоматически — удалённо, посредством телеметрии;
-
более 3500 УУГ в ручном режиме (путём обхода).
Калужская область. Единой информационной системой, на базе ПТК «Газсеть» в промышленном и коммунальном секторах опрашивается:
-
более 900 УУГ автоматически – удаленно, посредством телеметрии;
-
более 2000 УУГ в ручном режиме.
Ведутся активные работы по внедрению ПТК «Газсеть» ещё в нескольких регионах: Сахалин, Камчатка, Приморский край, Киров, Курск, Иваново, Набережные Челны, Ростовская область, Краснодарский край, Ставропольский край, республика Чечня и др.
«Газсеть» хорошо принят пользователями и продолжает активно развиваться.
Непрерывно идёт сопровождение всех развёрнутых комплексов.
Постепенно увеличивается парк обслуживаемых УУГ, испытываются новые приборы учёта и системы телеметрии. Параллельно идёт модернизация оборудования, разработка и ввод новых версий ПТК, реализация дополнительных функций приложений по запросу заказчиков.
Почему «Газсеть»?
Выше была продемонстрирована широкая применимость IT-решения «Газсеть: Шлюз» для внедрения узлов учёта с умными приборами СМТ-Смарт в систему учёта верхнего уровня. Также упомянуты дополнительные достоинства и конкурентные преимуществ системы «Газсеть».
Среди важнейших плюсов:
-
совместимость с умными счётчиками газа, а также с самыми популярными марками электронных корректоров, систем телеметрии;
-
автоматическое считывание всей архивной первичной информации от УУГ;
-
автоматический контроль полноты собираемых данных;
-
автоматический контроль несанкционированного доступа к УУГ;
-
оперативный диспетчерский контроль за качеством связи, исправностью оборудования и метрологическими параметрами газопотребления;
-
детальный анализ критичных тревог;
-
встроенные инструменты экспорта и трансляции данных в сторонние системы;
-
лёгкость адаптации к требованиям заказчика;
-
простота интеграции в ИС верхнего уровня;
«Газсеть» изначально ориентирована на интеграционные задачи.
Она заключает в себе большой объём знаний о многих типах приборов учёта и систем телеметрии, коммуникационных протоколах, алгоритмах сбора данных по различным технологиям, тонкостях метрологии и других аспектах телеметрии и учёта газа. Эти знания накоплены в течение продолжительного периода времени. И воспроизвести их «с нуля» непросто.
«Газсеть» может служить не только сервером сбора данных, но и программным интерфейсом для удаленного управления компонентами, устройствами и приборами учёта, не влияющая на результаты измерений, выполняемых умными счётчиками газа.
«Газсеть» открыта для сотрудничества в решении самых современных и амбициозных задач по интеллектуальному учёту газа.
ПТК «Газсеть» адаптирован для работы с различными ИС верхнего уровня через применение программного компонента «Газсеть: Шлюз». Применение «Газсеть: Шлюз» согласовано с разработчиком программ верхнего уровня — компанией ООО «АНТ-Информ», г. Москва.
Выводы
ПТК «Газсеть» скрывает от пользователей сложность реализации автоматического сбора данных, протоколов передачи от разнородных приборов учёта и другие технические аспекты.
Продукт обеспечивает готовое решение и сопровождение целого комплекса технических вопросов. Среди них: расширение номенклатуры типов приборов учёта и систем телеметрии; модернизация телекоммуникационных технологий; масштабирование сетей с ростом парка УУГ; реализация заказных форматов экспорта и отчётности; сопряжение с верхнеуровневой системой учёта газа.
При помощи ПТК «Газсеть» будет легче выполнять системную интеграцию при строительстве интеллектуальной системы учёта потребления газа.