УДК 681.326.7
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ WEB-ИНТЕРФЕЙСОВ
AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS AND ACCOUNTING ELECTRICITY
FROM WEB-INTERFACE
Шаров Валерий Васильевич
канд. техн. наук, доцент E-mail: shw24@mail.ru
Фатыхов Ренат Ильдусович
аспирант
E-mail: tereonn@gmail.com
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань
Аннотация: Рассмотрена автоматизированная система контроля и учета электроэнергии распределенных измерительных устройств, в которой в качестве управляющего объекта используется не автоматизированное рабочее место, а специализированное приложение на основе web-технологий. Ключевые слова: автоматизированная система контроля, web-интерфейс, структурная схема, микроконтроллер.
Sharov Valery V.
Ph. D. (Tech.), Associate Professor E-mail: shw24@mail.ru
Fatykhov Renat I.
Postgraduate
E-mail: tereonn@gmail.com
Kazan State Power Engineering University, Kazan city
Abstract: We consider an automated system of control and accounting of electricity distributed measuring devices are used as control sites, that is not a workstation, and the dedicated application based on web technologies.
Keywords: automated control system, Web interface, structure scheme, microcontroller.
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) представляют собой специализированные программно-технические комплексы, важной частью которых является автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, при работе с которым требуются специальные навыки. Подобные приложения, как правило, жестко привязаны к соответствующим операционным системам. АРМ напрямую подключаются к измерительным устройствам, опрашивая их, и выполняя управление. Данные ограничения способствуют потере мобильности, а сложность разработки АРМ обусловливает дополнительные трудности для конечных пользователей. Если в качестве управляющего устройства использовать не специальный компьютер оператора с АРМ, а микроконтроллер, осуществляющий управление, необходимость АРМ отпадает, а полученные данные легко можно представлять в удобном для конечных пользователей виде.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
При решении задачи по разработке автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии распределенных измерительных устройств необходимо осуществить выбор совокупности средств, при помощи которых оператор или конечный пользователь взаимодействует с web-сайтом или любым другим приложением через браузер с учетом экономии и с использованием способов наиболее простого и прозрачного доступа к затраченной электроэнергии.
РАЗРАБОТКА АСКУЭ
Рекомендуемый порядок разработки АСКУЭ рассмотрен в [1]. По существу система управления — это совокупность управляемого объекта или процесса и устройства управления, к которому относится комплекс средств приема, сбора и передачи информации и формирования управляющих сигналов и команд. При этом действие системы управления направлено на улучшение и поддержание работы процесса или объекта [2].
Все системы управления, с точки зрения логики их функционирования, решают три задачи:
— сбор информации об управляемом объекте;
— обработка информации;
— выдача управляющих воздействий в той или иной форме.
В зависимости от вида системы управление представляет собой воздействия на физическом или информационном уровне, направленные на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления [3].
Для оптимизации процесса управления системой и мониторинга данных предлагается использовать web-интерфейс вместо специализированного рабочего места. Это позволяет обеспечивать экономию конечному потребителю на основе наиболее точного учета электроэнергии, а также простоту доступа к измеренной информации, ее прозрачность как для операторов, так и для конечных пользователей, с од-
ной стороны, и возможность гибкой настройки доступа к данным — с другой. Структурная схема разработанной АСКУЭ представлена на рис. 1.
Состав системы измерения представлен на рис. 2. Измерительным устройством, как показано на рисунке, является электросчетчик "Меркурий 233", управляемый контроллером по интерфейсу RS-485. В силу ограничений, налагаемых протоколом, один контроллер может управлять 32 счетчиками [4]. Протокол передачи счетчиками, встроенный производителем, отдаленно похож на Modbus протокол. Осциллограммы обмена данными между контроллером и счетчиком представлены на рис. 3.
Ограничение в 32 счетчика можно преодолеть, введя иерархическую структуру, в которой контроллер, опрашивающий другие контроллеры, в свою очередь опрашивают электросчетчики. Связь между контроллерами осуществляется по USART интерфейсу. По тому же интерфейсу осуществляется связь между контроллером и GSM-моде-мом. Управление ведется при помощи встроенных в модем AT-команд. Под управлением контроллера модем открывает канал связи в Интернет, подключается к серверу и отправляет на него полученные в результате опроса счетчиков контроллером данные по протоколу TCP-IP. Далее данные обрабатываются на сервере, при необходимости строятся графики и становятся доступными для конечных пользователей в виде web-страниц.
Таким образом, данная система исключает одно из типичных звеньев АСКУЭ — автоматизированное рабочее место. Контроллер проводит мониторинг сервера на наличие инструкций управления и при необходимости вводит поправки в свою работу. Меню управления контроллером показано на рис. 4. Как видно из рисунка, можно отключать или включать различные параметры мониторинга, добавлять или убирать из системы счетчики, изменять адрес доставки данных и др. Доступность возможностей управле-
Измерительный Микро-
прибор контроллер
41/ l Интернет X
GSM-U »---
модем
Рис. 1. Структурная схема АСКУЭ
GSM-модем MC25i
Управляющий контроллер AT-Mega 128
Блок питания
Счетчик «Меркурий 210»
Рис. 2. Состав измерительной системы
Рис. 3. Осциллограммы обмена данными
Рис. 4. Меню управления настройками контроллера
Датчики и Системы • № 9-10.2015 _ 63
ния контроллером регулируется на основе предоставления прав доступа по аккаунтам пользователей. При этом конечный потребитель не имеет возможности каким-либо образом регулировать работу измерительной системы, он имеет доступ только к измерительной информации, в то время как оператор имеет полный доступ и к просмотру данных, и к управлению системой.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработана АСКЭУ распределенных измерительных устройств, использующая в своей основе web-интерфейс вместо специализированного рабочего места.
АСКЭУ позволяет обеспечивать универсальность и простоту доступа
к измерительной информации как операторов, так и конечных пользователей на основе различных уровней прав доступа, определяемых на стороне сервера.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 34.602-89. Техническое задание на создание автоматизированной системы. — М.: Стандарт, 1990. — 23 с. [GOST 34.602—89. Terms of reference for the creation of an automated system. — Moscow: Standard, 1990. — 23 p. (In Russia)]
2. Марка Д. А., Макгоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. — М.: Метатехнология, ТОО ФРЭД, 1993. — 240 с. [Mark D, McGowan C. Methodology for structural analysis and design. — Moscow: Metatehnologija, TOO FRED, 1993. — 240 p. (In Russia)]
3. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1993. — 320 с. [Saaty T. Decisions. Analytic hierarchy / Trans. from English. — Moscow: Radio and Communications, 1993. — 320 p. (In Russia)]
4. Фатыхов Р. И, Шаров В. В. Программа контроля и управления измерительными устройствами на базе шины 1-Wire на основе использования последовательного порта. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014615007 от 15.05.2014. [Faty-khov R. I., Sharov V. V. The program and control the measuring devices based on 1-Wire bus through the use of a serial port. Swee-mony of the state registration of the computer program № 2014615007 from 15.05.2014. (In Russia)]
УДК 681.7.068
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ИЗГИБА НА ОСНОВЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОД В ВОЛОКНЕ С ДВОЙНОЙ ОБОЛОЧКОЙ1
A FIBER-OPTIC BEND SENSOR BASED ON MODE COUPLING IN A DOUBLE CLADDING FIBER
Иванов Олег Витальевич
д-р физ.-мат. наук, ст. научн. сотрудник E-mail: olegivvit@yandex.ru
Черторийский Алексей Аркадьевич
канд. техн. наук, зав. лабораторией E-mail: a-tchertor@yandex.ru
Ульяновский филиал института радиоэлектроники им. В. А. Котельникова РАН, г. Ульяновск
Аннотация: Разработан и исследован волоконно-оптический датчик изгиба, структура которого образована вставкой отрезка одномодового волокна SM630 с двойной оболочкой между стандартными волокнами SMF-28. Принцип действия датчика основан на преобразовании мод сердцевины и оболочки, связь между которыми происходит на стыке волокон, имеющих различные профили показателя преломления. Опрос датчика осуществляется двумя источниками с длинами волн 1328 и 1545 нм, на которых зависимости пропускания волокна от изгиба существенно различны. Показано, что предложенный датчик позволяет измерять изгибы с радиусами кривизны от метров до 23 см с погрешностью измерения кривизны порядка 3 %.
Ключевые слова: оптическое волокно, оболочечные моды, оптоволоконный датчик изгиба.
IvanovOleg V.
D. Sc. (Phys.Math.), Senior Researcher E-mail: olegivvit@yandex.ru
Chertoriyskiy Alexey A.
Ph. D. (Tech.), Head of Laboratory
E-mail: a-tchertor@yandex.ru
Ulyanovsk Branch of Kotel'nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS, Ulyanovsk city
Abstract: Redevelop and investigate fiber-optic bend sensor, which is formed by a section of double cladding SM630 fiber between standard SMF-28 fibers. The principle of operation of the sensor is based on coupling of the fiber core and cladding modes at the splices of fibers having different refractive index profiles. We use two sources with wavelengths 1328 and 1545 nm to interrogate the sensor. The dependences of transmission on curvature at these wavelengths are significantly different. We show that the proposed sensor is able to perform measurement
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.