УГОЛЬКОВ В.Н., канд. техн. наук, ЛУКЬЯНЧУК Е С., КРЮКОВ А.В., инженеры, Приморскуголь (Владивосток)
Задача автоматизированного учета потребляемой энергии становится все более актуальной. Однако на ряде предприятий топливно-энергетического комплекса, оборонной и пищевой промышленности в Приморском крае подобные системы уже имеются, но они либо не работают, либо малоэффективно эксплуатируются. В связи с этим было предложено сравнительно простое техническое решение, позволяющее практически полностью автоматизировать учет, обработку и анализ энергопотребления с использованием микроЭВМ.
Сбор данных с системы ИИСЭ2М, упаковка и запись на гибкий (или жесткий) диск или выдача в сеть ЭВМ осуществляются с помощью простейшей микро-ЭВМ ЕС 1841, которая дополнена программно-управляемым интерфейсом (ПУИ) и новым программным обеспечением (ПО). Следует отметить, что вся вновь разработанная аппаратура, являющаяся внешней по отношению к системе ИИСЭ2М, универсальна и может действовать автономно (включаться и выключаться, например для ремонта, без прерывания работы ИИСЭ2М). Связь с системой ИИСЭ2М осуществляется по таймеру текущего времени с учетом съема информации. Структурная схема комплекса сбора и обработки данных о потреблении электроэнергии приведена на рисунке.
Для работы микро-ЭВМ используется стандартный интерфейс принтера, функции которого полностью сохранены. Программно-управляемый интерфейс под управлением микро-ЭВМ выполняет:
загрузку в систему ИИСЭ2М программы работы или программ съема информации в командном языке этой системы;
съем данных в семисегментных кодах по восьмиразрядному числу с плавающей запятой в экспоненциальном виде;
ввод данных в микро-ЭВМ и их вывод; согласование по уровням линий связи с системой ИИСЭ2М.
Для ПУИ со стороны системы ИИСЭ2М используются входы-выходы пульта оператора, со стороны микро-ЭВМ — интерфейс принтера. Функции оператора системы ИИСЭ2М также полностью сохранены и при необходимости позволяют вручную управлять ее работой.
При управлении системой ИИСЭ2М и снятии данных посредством микро-ЭВМ на пульте оператора (одновременно на дисплее микро-ЭВМ) отражаются полная информация о прохождении команд, а также значения снимаемых данных, которые вводятся в микро-ЭВМ по всем 164 каналам системы ИИСЭ2М. Программное обеспечение выполнено на языке BASIC (компилятор) и позволяет:
управлять работой ПУИ по вводу-выводу двоичных данных;
вводить программы в командном языке системы ИИСЭ2М для управления ее работой;
"распаковывать" вводимые данные и приводить их к стандартной форме десятичного числа;
"упаковывать" данные по получасовым интервалам конкретного месяца, числа, года в форму электронной таблицы, принятой в системе управления базами данных PARADOX, на которой написано основное ПО (с использованием языка PAL);
разрабатывать собственные программы в командном языке системы ИИСЭ2М; создавать архивы программ; просматривать и распечатывать листинги; автономно загружать программы работы системы ИИСЭ2М (в том числе "пошагово");
Структурная схема камтекса сбора и обработки данных о потреблении электроэнергии
редактировать и корректировать программы в виде электронной таблицы.
Все ПО самозагружается при включении микро-ЭВМ без участия оператора или работает в режиме экранных "меню". В последнем случае при каждом "шаге" имеется экранная помощь в текстовом или графическом виде (например, рисуется клавиатура пульта оператора системы ИИСЭ2М) и защита от ошибок оператора с подсказкой. Выбор языка программирования BASIC (компилятора) обусловлен его исключительной надежностью, простотой и предельно высоким быстродействием для данной задачи, что позволило снизить трудоемкость программирования и отладки.
Кроме того, на базе электронных таблиц QUATRO фирмы BORLAND написан комплекс программ с использованием языка макрокоманд и эквивалентных команд QUATRO, позволяющий удобно (с комментариями) создавать программы управления работой системы ИИСЭ2М большого объема (до 2000 команд, адресов и данных).
Все ПО на разных системах PARADOX, QUATRO, BASIC связано единым программным интерфейсом, позволяющим перегружать исполняемые программы из одной системы в другую и также передавать данные автоматически в любой последовательности.
Дополнительное ПО и установка графического дисплея микро-ЭВМ на рабочем месте диспетчеров предприятия "Энергосвязь" ПО Приморскуголь позволили получать полную суточную информацию о потреблении электроэнергии основными шахтами г. Артема. Каждые 3 мин на дисплей выводится значение потребляемой мощности в цифровом виде с точностью до 1 кВт, а также в графическом виде (гистограмма) в восьми окнах (включая общее потребление) за сутки с указанием лимитов и текущего времени. По истечению суток информация автоматически обновляется. При необходимости текущую графическую информацию можно скопировать на диск и графический принтер.
Дальнейшая обработка полученных и записанных на диск данных с системы ИИСЭ2М в течение определенного времени (данные могут быть переданы и через сеть ЭВМ) выполняется в подразделении Энергосбыта предприятия "Энергосвязь" на микро-ЭВМ типа IBM АТ/286-287 с использованием системы управления базами данных PARADOX и языка PAL.
Программное обеспечение "Энергосбыт" позволяет:
создавать и вести банк данных по получасовому значению потребляемой мощности по 164 абонентам (каналам) для каждого дня, месяца, года. Банк данных занимает около 6 Мбайт дискового пространства;
создавать, корректировать и вести базы данных с полной информацией по каждому абоненту (название предприятия, подстанции, фидера, тип потребляемой мощности, Ns счетчика, коэффициент трансформации, дата проверки счетчика и другое);
заполнять вручную таблицы потребления по показаниям счетчиков, не включенных в систему ИИСЭ2М;
выводить в графическом виде на экран и печать информацию о любом абоненте за любые три часа любых суток в течение года, а также о любом абоненте за сутки, месяц, квартал и год;
создавать и выводить на экран, печать необходимые отчеты, документы с использованием любой информации банка и баз данных;
выводить на печать готовые документы, например, счета с полным расчетом по тарифам;
передавать отчеты, документы, данные по сетям ЭВМ (телефонным каналам) другим пользователям с использованием системы ALTATR или какой-либо другой;
"распаковывать" и автоматически записывать в таблицы банка данных информацию с системы ИИСЭ2М по ряду признаков (время, дата, месяц и год);
создавать различные архивы пользователей;
просматривать перед выводом на печать отчеты, формы, таблицы и при необходимости корректировать, например, новый счет, название предприятия (вычисляемые данные и информацию из банка данных изменять нельзя);
защищать (вводить пароли) банки данных, базы данных, отчеты, документы от несанкционированного доступа;
выполнять ряд служебных функций.
С целью улучшения эксплуатационных характеристик системы ИИСЭ2М на входах длинных линий электропередачи выполнена защита от грозовых разрядов и помех. Для улучшения ремонтопригодности и сокращения поиска неисправностей цифровых блоков системы ИИСЭ2М разработан специализированный ПУИ к микро-ЭВМ типа IBM, который в сочетании с оригинальным ПО позволяет выявлять даже неисправную микросхему (в большинстве случаев) или модуль системы ИИСЭ2М.
В заключение следует отметить, что ПУИ в сочетании с оригинальным ПО является универсальным устройством связи с микро- ЭВМ и позволяет быстро (от 2 до 30 МГц в зависимости от типа микро-ЭВМ) вводить в микро-ЭВМ 16-разрядный параллельный код с управлением порядка ввода кодов, выводить 16 и более разрядов параллельного кода, выводить до 510 разрядов (линий управления) позиционного кода с управлением порядка вывода. Все эти операции производятся с синхронизацией от таймера-часов реального времени с точностью от 0,01 с и со стабильностью до 10-7.
Таким образом, ПУИ можно применять практически с любой системой ИИСЭ2М, находящейся в эксплуатации. Материальные затраты на данные разработки значительно ниже, чем капитальные затраты на вновь вводимые системы.