ШКОЛА ТЕПЛОПУНКТАБиблиотека


Д. Л. Анисимов

Организация системы учета


Ранее опубликовано:
Журнал «Коммунальный комплекс России», №11'2008. С.22

Еще в 90х годах прошлого века далеко не каждый российский теплосчетчик был оборудован интерфейсом передачи данных. Но даже те, что какой-либо интерфейс имели, использовались, как правило, точно так же, как и те, у которых его не было. Т.е. — стояли в труднодоступных подвалах, а данные с них «снимались» специально назначенными людьми путем переписывания показаний с табло прибора в блокнот, а затем из блокнота — в журнал или компьютер. Сам же интерфейса «работал» в основном в рекламе — у нас, мол, он есть, и это значит, что наш счетчик — удобный и современный.

Вообще наличие интерфейса само по себе никаких реальных выгод пользователю не несет. Пользователю должно быть предоставлено либо «готовое» програмное обеспечение для «съема» данных, либо — описание протоколов передачи данных, которые использует теплосчетчик данного типа. Первый вариант предпочтителен для «частных» потребителей, второй — для предприятий, которым необходимо «встроить» данный прибор наряду с приборами других типов в состав собственной единой системы учета. Понимая это, производители приборов и собственные программы предлагают, и протоколы в секрете не хранят. Собственные программы, как правило, обладают минимумом 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 и крупного, имеющего в хозяйстве десятки счетчиков) потребителя. Они — программы — позволяют в ручном или автоматическом (по расписанию) режиме опрашивать теплосчетчики и представлять результаты опроса в виде таблиц и графиков, а также обнаруживать разного рода «нештатные» ситуации на объекте учета: останов теплоносителя, его утечку, отказы самих приборов. В целом назначение данных программных продуктов таково: собрать данные и представить (распечатать) их в виде отчетных ведомостей, которые можно сдать в тепловодоснабжающую организацию.

Но, например, самим снабжающим организациям, а также крупным потребителям типа промышленных предприятий, зачастую нужны и другие функции, и иное представление данных. Часто им необходимо использовать данный теплосчетчик в составе уже существующей системы, в которой работают тепло-, водо-, газосчетчики различных типов. Ни производителю, ни заказчику в таком случае сотрудничать в плане разработки «индивидуального» программного обеспечения невыгодно: и дорого, и долго. Но выход есть. Поскольку заказчики такого рода, как правило, имеют в своем штате квалифицированных программистов и наладчиков, то либо производитель, как уже 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.

В рамках данной статьи говорить о такого рода индивидуальных проектах мы не будем. Рассмотрим настоящее и будущее систем учета, предлагаемых в «готовом» или, как иногда говорят, «коробочном» виде. Но прежде сделаем одно 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 микропроцесором и содержащий прочие электронные компоненты. А это значит, что теплосчетчик может реализовать любые алгоритмы (протоколы) передачи данных через любые интерфейсы. Иное дело — счетчик воды. Чаще всего 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 по отношению к начальной цене приборе оказывается чрезмерно дорогим. Гораздо выгодней (в т.ч. и 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, что уже установлен на том же объекте для учета тепла. Кстати, некоторые производители предлагают модификации вычислителей, ориентированные на работу только с водосчетчиками.

Поэтому, рассуждая далее о «счетчиках» или «приборах учета», мы будем иметь в виду как счетчики (приборы учета) тепла, так и счетчики (приборы учета) воды, выполненные по схеме «измерительные преобразователи – вычислитель».


Итак, системы учета воды и тепловой энергии — немного теории. Обычно в структуре таких систем выделяют следующие иерархические уровни:

  1. полевой, он же уровень измерительных преобразователей (датчиков);
  2. нижний, он же уровень микропроцессорных контроллеров (вычислителей);
  3. верхний, он же уровень автоматизированных рабочих мест диспетчеров, серверов сбора информации, серверов баз данных;
  4. административный, или уровень администраторов баз данных.

Часто уровни (1) и (2) объединяют в один, называя его приборным.

Впрочем, наименования уровней могут различаться, поэтому поясним их функции и состав. На уровне (1) производится преобразование значений измеряемых параметровв 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 и целесообразно рассматривать уровень (1) как самостоятельный.

На уровне (2) реализуются функции вычислителей: производится обработка (оцифровка) электрических сигналов преобразователей и выполняются различные операции над полученными данными, например, накопление (архивирование), простейший анализ на предмет достоверности и т.п. Здесь же обеспечивается представление информации в удобной для восприятия оператором форме, а также подготовка ее для передачи на следующий уровень. Также на уровне (2) существуют и различные средства регистрации данных, например, печатающие устройства, а также 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, обнаружение и анализ особых или нештатных ситуаций. Здесь же принимаются решения о том, как реагировать на такие ситуации. Очевидно, что при стандартности используемого оборудования (персональные компьютеры) основой верхнего уровня является программное обеспечение компьютеров, которое тем сложнее и уникальней, чем более неоднороден аппаратный состав нижнего уровня.

Уровень (4) присутствует в системах крупных промышленных предприятий; необходим он и при организации систем учета в масштабах района, города. Собственно, это тот же уровень (3), но с более широкими полномочиями по принятию решений и — при существовании на верхнем уровне нескольких компьютеров (диспетчеров, серверов сбора данных) — с большими возможностями 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.


С большой долей уверенности можно предположить, что в ближайшем будущем описанная выше структура систем учета существенных изменений не претерпит. Конечно, мы можем рассуждать о том, что теплосчетчики на уровнях (1) и (2) — это вчерашний день, что их место смогут занять некие компактные интеллектуальные датчики, передающие «готовые» данные сразу на уровень (4). Или — что датчики уровня (1) можно подключать сразу к компьютеру уровня (3), т.к. вычислитель — это лишнее звено. И т.д., и т.п. Однако при организации учета мы должны принимать во внимание и следующие соображения.

Учетом должны быть охвачены все водо- и теплопотребляющие объекты: и крупные, и мелкие, и расположенные в больших городах, и удаленные. Поэтому не каждый объект может и должен быть включен в некую систему — учет «локальный», т.е. учет при отсутствии третьего и четвертого уровней, также имеет право на жизнь. При этом для обеспечения «единства учета» (это понятие мы вводим как некий аналог «единства измерений») приборы — что «локальные», что «системные» — должны быть идентичными по основным функциям, к которым мы относим измерения и накопление (архивирование) результатов измерений. Кроме того, все эти приборы должны обеспечивать представление информации «по месту». Возможно, кому-то такой тезис покажется старомодным; мы же думаем, что необходимость оценить состояние объекта и самого средства учета непосредственно там, где оно функционирует — т.е. в подвале, а не на рабочем месте оператора за десяток километров от этого подвала — будет существовать всегда. Кроме того, полезной и нужной является и функция хранения результатов измерений (архивов) непосредственно «в счетчике». Ведь счетчик — сертифицированное средство измерений и прибор учета, защищенный от несанкционированного вмешательства в его работу. Поэтому его данные — это, если можно так выразиться, надежный первоисточник, к которому можно обращаться в спорных ситуациях. Ведь и каналы передачи данных, и компьютеры верхних уровней застрахованы от всякого рода помех, неполадок и «взлома» в гораздо меньшей степени.

Поэтому мы «оставляем» на уровне (1) «классические» средства измерений расхода, температуры, давления, 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 более надежными, более удобными в монтаже и эксплуатации. В то же время, мы не поддерживаем стремление некоторых производителей превратить теплосчетчик в «конечный» инструмент учета, набив его до отказа всевозможными дополнительными функциями. Да, возможности современной техники позволяют за достаточно небольшие деньги осуществить прямо «в счетчике» любые операции вплоть до выписки счетов за тепло- или водопотребление. Но следует помнить, что всякий счетчик — это, В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ — средство измерений. И совершенствовать нужно именно измерительную часть, а «бухгалтерию», равно как и прочую сложную обработку данных, оставить «верхним уровням». В том числе и потому, что метрология — вечна, а бухгалтерские правила могут меняться. Это не противоречит сказанному выше о локальном учете на удаленных объектах. Просто и в том случае имеется энергоснабжающая организация, в которой должны обрабатываться показания прибора: другой вопрос, как эти показания туда доставляются. А система на то и система, чтобы облегчать жизнь людей, принимая на себя рутинную работу.

Если рассуждать о развитии верхних уровней систем учета, то оно, конечно же, 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., и т.п. Но все это — детали. Мы же хотели бы сказать вот о каком направлении развития систем учета.

Вы помните или слышали, как раньше бухгалтеры пользовались счётами, затем — калькуляторами, а то, что рассчитали, вписывали или впечатывали в соответствующие бланки и несли эти бумаги в налоговую (не к ночи будь помянута) инспекцию? Точно так же на начальных этапах развития тепловодоучета показания счетчиков переписывались в тетрадку, затем из тетрадки — в бланки установленной формы, и эти бланки относились в тепловодоснабжающую организацию. Затем появились бухгалтерские программы, и исчезла необходимость что-либо куда-либо переписывать: при аккуратном ведении бухгалтерского учета отчеты формировались автоматически, но необходимость нести их (или отправлять по почте) в налоговую осталась. Сам же бухгалтер получил удобный инструмент анализа своего хозяйства. Та же ситуация — 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 вот уже все данные перед ним. Их можно анализировать, можно распечатать. Но необходимость доставлять эту распечатку в тепловодоснабжающую организацию. Что касается самой снабжающей организации (СО), то там (как и в налоговой) данные из многочисленных бумажных отчетов нужно перенести в свои компьютеры, а это — достаточно трудоемкая задача. Поэтому и налоговые, и СО приветствуют сдачу им данных на электронных носителях. Но в ряде городов сделан уже и следующий шаг в развитии: там функционируют системы передачи налоговой отчетности через интернет, причем налогоплательщик может делать это сам, а может — через уполномоченную налоговиками фирму-оператора. Кое-где и СО идут тем же путем. Вот и мы развитие систем учета видим не в совершенствовании их «приемо-передающих», аналитических и презентационных функций, а в интеграции систем потребителя с системами поставщика воды и тепла. Например, когда 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.

Очевидно, что 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. Разумеется, 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. Очевидно, что разработка программного обеспечения таких систем — задача серьезная и вполне самостоятельная. Возможно, решать ее должны не производители приборов, а специализированные разработчики, тесно взаимодействующие с юристами, финансистами, энергоснабжающими организациями, водоканалами и т.п. Или — специализированные подразделения фирм-производителей приборов учета. Таким образом, 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 же время мы вынуждены констатировать тот факт, что единство учета в России пока не обеспечено ни на одном из этих уровней. Система сертификации счетчиков несовершенна, и потому в Госреестре средств измерений могут оказаться даже откровенно некачественные приборы. Более того, далеко не каждый теплосчетчик, оборудованный интерфейсом, реально может использоваться в составе какой-либо системы учета. Ну, а программное обеспечение систем вообще практически никем и никак не контролируется. Но это — темы для отдельных больших статей.

Данную же статью закончим такими выводами. В настоящее время в России типичная система учета тепла — это один или группа счетчиков (чаще - однотипных), соединенных каналами передачи данных с диспетчерским компьютером, на котором функционирует программное обеспечение, предоставленное 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 — уже не функция системы.

В ближайшем будущем мы хотели бы видеть системы, включающие в себя большие количества разнотипных счетчиков и группы автоматизированных рабочих мест операторов. Такие системы должны позволять считывать, сохранять, анализировать и представлять данные — возможно, предоставляя операторам больше возможностей, чем системы нынешнего поколения. Но главное — это то, что системы будущего должны охватывать всю «вертикаль» учета — от подвала до офиса снабжающей организации. Передача отчетов «наверх», их обработка, формирование счетов согласно действующим на данный момент тарифам, правилам, нормативам, доставка счетов потребителю — все это функции системы. И для того, чтобы создавать такие системы, не нужен никакой технологический прорыв — все это возможно и на существующем ныне оборудовании.