Пристрій обліку питомих енерговитрат промислового підприємства

Реферат: Система обліку питомих енерговитрат промислового підприємства являє собою територіально розподілену трирівневу систему. На нижньому рівні розташовані встановлені на об'єкті у споживача лічильники витрат паливно-енергетичних ресурсів, з'єднані через радіоканал з електронно-обчислювальною машиною центрального диспетчерського пункту, контрольновимірювальні блоки випуску готової продукції. Середній рівень представлений станцією зв'язку, що забезпечує зв'язок до лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів, комплексами обліку енергоспоживання, локальними серверами функціональних підрозділів. Верхній рівень включає центральний сервер з програмним забезпеченням бази даних та інструментами аналітичної обробки даних, до центрального сервера підключають комп'ютери віддалених робочих місць. Інформація передається через локальну мережу на центральний сервер. UA 83776 U (54) ПРИСТРІЙ ОБЛІКУ ПИТОМИХ ЕНЕРГОВИТРАТ ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА UA 83776 U UA 83776 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем збору даних за допомогою радіозв'язку та подальшого аналізу отриманої інформації і може бути використана для побудови інформаційно-аналітичних систем споживання енергоресурсів - електроенергії, теплової енергії, природного газу, холодної та гарячої води та інших енергоресурсів та обліку випуску готової продукції. Відомий пристрій (Автоматизована система збору даних про споживання енергоресурсів за розрахунковий період пат. Російської Федерації 77476. МПК G08C19/00, G08C17/02. Опубл. 20.10.2008 Бюл. № 29, Співтовариство з обмеженою відповідальністю «Світ технологій»), що містить первинні вимірювачі - лічильники з імпульсним вихідним пристроєм, пристрій передачі даних містить лічильник імпульсів, вузол перетворення отриманих даних в цифровий інтерфейс, енергонезалежну пам'ять і радіомодуль для передачі даних в режимі «запитвідповідь», пристрій прийому даних, що містить радіомодуль для видачі запиту і для прийому даних і вузол перетворення радіосигналу, а пристроєм збору даних для подальшої їх обробки є комп'ютер. Спільними ознаками відомого пристрою з корисною моделлю, що заявляється, є: наявність лічильників, пристрою передачі даних, вузла перетворення отриманих даних, пристрою прийому даних та пристрою збору даних. Недоліками відомого пристрою є: - обмежені експлуатаційні можливості, зумовлені використанням аналогових схемотехнічних рішень; - не забезпечується точний облік витрат паливно-енергетичних ресурсів; - відсутність контролю та обліку випуску готової продукції. Відомий пристрій (Пристрій дистанційного моніторингу параметрів електроенергії, що споживається/виробляється рухомим тяговим складом пат. України 34949. МПК B60L3/00. Опубл. 26.08.2008, Бюл. № 16, Гінайло А.В., Гінайло В.О., Танкевич Є.М.), який на рівні локомотива містить цифровий лічильник електроенергії з комунікаційним портом, промисловий сервер збору даних з лічильника, модуль визначення географічних координат рухомого складу і модуль передачі даних безпровідним каналом зв'язку про спожиту ним електроенергію в моніторинговий центр, на рівні моніторингового центру містить модем каналу безпровідного зв'язку і сервер, на рівні локомотива додатково введено другий лічильник електроенергії цифровий багатофункціональний, що здійснює облік електроенергії, що споживається на тягу, і окремо - електроенергії, що генерується локомотивом в контактну електромережу, а також контролює величини активної і реактивної потужностей, струму навантаження, напруги і частоти живильної контактної електромережі, при цьому обидва лічильники через комунікаційні порти підключені до першого та другого комунікаційних портів промислового сервера збору даних, третій порт якого підключено до модуля визначення географічних координат рухомого складу, четвертий порт промислового сервера збору даних підключено до модемного обладнання для передачі даних в моніторинговий центр, при цьому вихід модему моніторингового центру підключено до першого комунікаційного порту сервера, на рівні локомотивного депо встановлено автоматизоване робоче місце, вхід якого через телекомунікаційну мережу зв'язку з'єднано з другим комунікаційним портом сервера моніторингового центру. Спільними ознаками відомого пристрою із корисною моделлю, що заявляється, є: наявність лічильників електроенергії, пристрою збору та передачі даних, локального сервера. Недоліком даного пристрою є: обмежені функціональні можливості, зумовлені обліком та контролем електричної енергії, не враховуючи облік споживання інших паливно-енергетичних ресурсів, що звужує сферу застосування. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є (Спосіб обліку та інформаційноаналітична система обліку енергоресурсів пат. Російської Федерації 2453913. МПК G06F17/00. Опубл. 20.06.2012 Бюл. № 17 Феофілактов С.В., Бабушкін А.А., Дементьев О.С., Варанкін А.В., Ухов А.С., Чалий О.П., Ведерніков К.О.), що включає встановлені у споживача на об'єкті лічильники витрат паливно-енергетичних ресурсів, з'єднані через модем, радіоканал і мережу Інтернет з електронно-обчислювальною машиною центрального диспетчерського пункту, система являє собою територіально розподілену трирівневу систему, на нижньому рівні розташовані встановлені на об'єкті у споживача датчики контролю та лічильники витрат паливно-енергетичних ресурсів, середній рівень представлений станціями зв'язку і шафами автоматики, що забезпечують зв'язок до датчиків контролю і лічильників витрат паливноенергетичних ресурсів, станція зв'язку містить GSM-контролер, з'єднаний одним входом/виходом з антеною для зв'язку з верхнім рівнем, а іншим з комутатором і радіомодемом, GSM-контролер і комутатор теж з'єднані з датчиками контролю та лічильниками витрат паливно-енергетичних ресурсів, а радіомодем іншим входом/виходом з'єднаний з антеною, яка призначена для зв'язку з шафою автоматики, і джерело живлення з батареєю, причому GSM 1 UA 83776 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контролер являє собою об'єднані на єдиній апаратній платформі локальний контролер збору і передачі даних і GSM-модем, при цьому GSM-контролер одночасно знімає дані з датчиків контролю і лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів незалежно від налаштувань інтерфейсів і особливостей протоколів і встановлює GPRS-з'єднання, при цьому станція зв'язку може одночасно посилати отримані від центрального сервера запити і відправляти на нього відповіді по декількох каналах зв'язку від шаф автоматики, які встановлені на об'єкті у споживача паливно-енергетичних ресурсів, що забезпечують зв'язок з віддаленими датчиками контролю та лічильниками витрат паливно-енергетичних ресурсів, шафа автоматики містить модем, з'єднаний одним входом/виходом з антеною, а іншим з комутатором, інші входи/виходи якого підключають до датчиків контролю і лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів, і джерело живлення з батареєю; верхній рівень - це центральний сервер з програмним забезпеченням бази даних, WEB-інтерфейсом та інструментами аналітичної обробки даних, центральний сервер через мережу Інтернет, обладнання стільникового оператора, радіоканал і станцію зв'язку пов'язаний з датчиками контролю та лічильниками витрат паливно-енергетичних ресурсів, до центрального серверу підключаються комп'ютери віддалених робочих місць, і споживачі паливно-енергетичних ресурсів зі своїх персональних комп'ютерів мають можливість зайти на WEB-сервер і отримати інформацію про спожиті енергоресурси у фізичних і вартісних одиницях, а також результати аналізу цієї інформації. Спільними ознаками відомої системи та пропонованої корисної моделі є наявність лічильників електричної енергії, лічильників теплової енергії, пристрою збору та передачі даних, лічильників гарячої та холодної води, газового лічильника, станції зв'язку, збору даних та передачі інформації, об'єкта енергоспоживання, обладнання стільникового оператора, центрального сервера, віддалених робочих місць підприємства. Недолік даної системи полягає у відсутності контрольно-вимірювального блока готової продукції, який дозволяє робити розрахунок питомого енергоспоживання. Дана система вибрана як найближчий аналог корисної моделі, що заявляється. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою обліку питомих енерговитрат промислового підприємства шляхом введення комплексу обліку енергоспоживання, контрольно-вимірювального блока випуску готової продукції, локальної мережі, локальних серверів. Поставлена задача вирішується тим, що система містить встановлені у споживача на об'єкті лічильники витрат паливно-енергетичних ресурсів, з'єднані через модем, радіоканал і мережу Інтернет з електронно-обчислювальною машиною центрального диспетчерського пункту, система являє собою територіально розподілену трирівневу систему, на нижньому рівні розташовані встановлені на об'єкті у споживача датчики контролю та лічильники витрат паливно-енергетичних ресурсів, середній рівень представлений станціями зв'язку і шафами автоматики, на верхньому рівні розташований центральний сервер з програмним забезпеченням бази даних, WEB-інтерфейсом та інструментами аналітичної обробки даних, який через мережу Інтернет, обладнання стільникового оператора, радіоканал і станцію зв'язку пов'язаний з датчиками контролю та лічильниками витрат паливно-енергетичних ресурсів, до центрального серверу підключаються комп'ютери віддалених робочих місць, згідно з пропонованою корисною моделлю, додатково вводяться контрольно-вимірювальний блок випуску готової продукції, комплекс обліку енергоспоживання, локальний сервер, локальна мережа. Вказані додаткові елементи і зв'язки між ними дозволяють підвищити швидкість доставки інформації до заводоуправління промислового підприємства та оптимізації процесу збору даних, забезпечити розрахунок питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів функціональних підрозділів та об'єкта в цілому. Запропонована корисна модель пояснюється кресленням, де представлена структурна схема пропонованої системи, на якій прийняті позначення: 1 - лічильник електричної енергії; 2 лічильник теплової енергії; 3 - пристрій збору та передачі даних; 4, 5 - лічильники гарячої та холодної води; 6 - газовий лічильник; 7 - контрольно-вимірювальний блок випуску готової продукції; 8 - комплекс обліку енергоспоживання; 9 - локальний сервер; 10 - станція зв'язку, збору даних та передачі інформації; 11 - локальний сервер функціонального підрозділу; 12 функціональний підрозділ; 13 - об'єкт енергоспоживання; 14 - обладнання стільникового оператора; 15 - локальна мережа; 16 - центральний сервер; 17 - віддалені робочі місця підприємства. Корисна модель, яка заявляється, являє собою трирівневу систему і містить на нижньому рівні лічильники електроенергії 1, теплової енергії 2, пристрої збору і передачі даних 3, лічильники гарячої 4 і холодної 5 води, газовий лічильник 6, контрольно-вимірювальний блок 2 UA 83776 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 випуску готової продукції 7, з яких отримується первинна інформація про споживання паливноенергетичних ресурсів. Лічильники 4 і 5 підключають до пристрою збору і передачі даних 3 для обробки та накопичення інформації. Середній рівень представлений комплексом обліку енергоспоживання 8, локальним сервером 9, станцією зв'язку, збору даних та передачі інформації 10, локальним сервером кожного функціонального підрозділу 11 та об'єкту енергоспоживання 13. Основною функцією цього рівня є забезпечення зв'язку до лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів. Комплекс обліку енергоспоживання 8 забезпечує радіальне незалежне підключення лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів. Для забезпечення зв'язку з віддаленими лічильниками витрат паливно-енергетичних ресурсів використовують локальні сервери функціональних підрозділів 11, які утворюють канал із станцією зв'язку 10 на основі радіопередачі у дозволеному діапазоні FM, та комплекси обліку енергоспоживання. Станція зв'язку, збору даних та передачі має антену для зв'язку з верхнім рівнем та антену для встановлення радіозв'язку з локальними серверами функціональних підрозділів 11. Станція зв'язку, збору даних та передачі інформації 10 по радіоканалу, обладнанню стільникового оператора 14 і локальній мережі 15 пов'язана з центральним сервером 16. До центрального сервера 16 через локальну мережу 15 підключаються віддалені робочі місця підприємства 17. Верхній рівень представлений центральним сервером 16 з програмним забезпеченням бази даних, інструменту аналітичної обробки даних. У функції верхнього рівня входять: автоматичний збір даних з лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів, діагностика каналів зв'язку, сортування та зберігання інформації в єдиній базі даних, надання інформації в режимі реального часу. Корисна модель, яка заявляється, працює таким чином. Періодично програмне забезпечення центрального сервера 16 формує запит для збору даних з лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів і направляє його станції зв'язку, збору даних та передачі інформації 10 за допомогою локальної мережі 15, обладнання стільникового оператора 14 і радіоканалу у дозволеному діапазоні FM за технологією GPRS. У станції зв'язку, збору даних та передачі інформації 10 даний запит обробляється і далі передається по одному з інтерфейсів через локальний сервер 9 та комплекс обліку енергоспоживання 8 на пристрій нижнього рівня, яким може бути конкретний лічильник витрат паливно-енергетичних ресурсів об'єкта енергоспоживання 13 (лічильник електроенергії 1, теплової енергії 2, лічильники гарячої 4 і холодної 5 води, газовий лічильник 6, контрольновимірювальний блок випуску готової продукції 7). Для забезпечення зв'язку з функціональними підрозділами 12 станція зв'язку, збору даних та передачі інформації через антену по радіоканалу передає запит для збору даних з лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів на модеми локальних серверів функціональних підрозділів 11. Далі запит перенаправляється по інтерфейсах через комплекси обліку енергоспоживання до конкретних лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів, після чого все застосоване обладнання входить в режим очікування відповіді. При отриманні відповіді від вказаних лічильників, локальними серверами функціональних підрозділів відправляється відповідь по радіоканалу, станції зв'язку, збору даних та передачі інформації, устаткуванню стільникового оператора 14 і локальній мережі 15 на центральний сервер 16. Комплекс обліку енергоспоживання 8 дозволяє здійснювати прийом і перетворення імпульсних сигналів від лічильників електроенергії; формування бази даних з прив'язкою до астрономічного часу; зберігання накопиченої інформації про спожиту електроенергію за поточний і попередній місяці; автоматичний перехід на зимовий і літній час; введення з пульта управління необхідних параметрів і уставок; багатотарифний розрахунок споживання електроенергії по кожному лічильнику або групі лічильників для комерційного обліку; розрахунок потужностей для контролю споживання електроенергії; реєстрацію зовнішніх і внутрішніх подій: спроби несанкціонованого доступу, вимкнення та ввімкнення живлення. Таким чином, використання пристрою для обліку питомих енерговитрат промислового підприємства дозволяє підвищити швидкість доставки інформації до заводоуправління промислового підприємства та оптимізації процесу збору даних, забезпечити розрахунок питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів функціональних підрозділів та об'єкта в цілому. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Система обліку питомих енерговитрат промислового підприємства, що являє собою територіально розподілену трирівневу систему, на нижньому рівні розташовані встановлені на об'єкті у споживача лічильники витрат паливно-енергетичних ресурсів, з'єднані через 3 UA 83776 U 5 10 радіоканал з електронно-обчислювальною машиною центрального диспетчерського пункту, середній рівень представлений станцією зв'язку, що забезпечує зв'язок до лічильників витрат паливно-енергетичних ресурсів, верхній рівень включає центральний сервер з програмним забезпеченням бази даних та інструментами аналітичної обробки даних, до центрального сервера підключають комп'ютери віддалених робочих місць, нижній рівень представлений встановленими у споживача на об'єкті лічильниками витрат паливно-енергетичних ресурсів, яка відрізняється тим, що додатково на нижній рівень вводять контрольно-вимірювальні блоки випуску готової продукції, на середній рівень вводять комплекси обліку енергоспоживання, локальні сервери функціональних підрозділів, при цьому інформація передається через локальну мережу на центральний сервер. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4