Моделирование интеллектуальных сенсорных систем измерения расхода горячей воды для определения, распределения теплоэнергии между потре

  3.1. Электрические схемы приборов  учета

  Как уже говорилось выше, электрическая  схема выбирается в соответствии с монтажной схемой. В электрической схеме уже четко определено количество каналов входа и выхода, количество расходомеров, которое зависит от местоположения в теплосети, а также и от того в какой системе используется теплосчетчик: закрыто или открытой системе отопления, системе горячего водоснабжения и др., - количество термопар, которое зависит так от системы в которой используется теплосчетчик, а также количество датчиков давления.

  3.1.1. Электрическая схема для монтажных  схем «Подача» и «Обратка». 

  Рисунок 3.1.1.1. Электрическая схема прибора  учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажных схем «Подача» и «Обратка». [3]

  3.1.2. Электрическая схема прибора  учета для монтажной схемы  «Открытая» 

    Рисунок 3.1.2.1.Электрическая схема  прибора учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Открытая». [3]

  3.1.3. Электрическая схема прибора  учета тепла для монтажной  схемы «Тупиковая система горячего  водоснабжения». 

    Рисунок 3.1.3.1. Электрическая схема прибора учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Тупиковая система горячего водоснабжения». [3]

  3.1.4. Электрическая схема прибора  учета тепла для монтажной  схемы «Подача. Пофасадное отопление». 

  Рисунок 3.1.4.1. Электрическая схема прибора  учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Подача. Пофасадное отопление».[3]

  3.1.5. Электрическая схема прибора  учета тепла для монтажной  схемы «Циркуляционная ГВС. Система отопления». 
 

  Рисунок 3.1.5.1. Электрическая схема прибора  учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Циркуляционная ГВС. Система отопления». [3]

  3.1.6. Электрическая схема прибора  учета тепла для монтажной  схемы «Закрытая система отопления».  

  Рисунок 3.1.6.1. Электрическая схема прибора учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Закрытая система отопления». [3]

  3.1.7. Электрическая схема прибора учета тепла для монтажной схемы «Открытая. ГВС циркуляция». 

  Рисунок 3.1.7.1. Электрическая схема прибора  учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Открытая. ГВС циркуляция». [3]

  3.1.8. Электрическая схема прибора  учета тепла для монтажной  схемы «Открытая. Расходомер V». 

  Рисунок 3.1.8.1. Электрическая схема прибора  учета Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Открытая. Расходомер V».

  3.1.9. Электрическая схема приборов  учета тепла для монтажной  схемы «Две закрытые системы  отопления». 

  Рисунок 3.1.9.1. Электрическая схема прибора  учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Две закрытые системы отопления». [3]

  3.1.10. Электрическая схема прибора  учета тепла для монтажной  схемы отопления «Закрытая система  отопления с преобразователями  расхода». 

  Рисунок 3.1.10.1.Электрическая схема прибора  учета тепла Арвас ТЭМ-104 для монтажной схемы «Закрытая система отопления с преобразователями расхода».

  3.2. Конструкции расходомеров.

  Конструкции расходомеров различаются в зависимости  от принципа его действия. Так в  приборах учета тепла используются четыре вида расходомеров: ультразвуковые, тахометрические, электромагнитные и  вихревые, - которые отличаются между  собой и конструктивным исполнением.

  3.2.1. Ультразвуковые расходомеры.

  Ультразвуковые  расходомеры есть различных конструктивных исполнений, их конструкции зависят  от таких параметров как, например, диаметр трубы и др. Стоит отметить, что в узких трубах ультразвуковые расходомеры не используют. Конструкции  ультразвуковых расходомеров изображены на рисунках  

  Рисунок 3.2.1.1. Схема установки пьезоэлектрических преобразователей на трубопроводе. [15]

  

  Рисунок 3.2.1.2. Одна пара пьезоэлектрических преобразователей на участке трубопровода. [15]

  Рисунок 3.2.1.3. Схема установки двух пар  пьезоэлектрических преобразователей на участке трубопровода. [15] 
 
 
 
 
 
 
 

  3.2.2. Тахометрические расходомеры

  

  Рисунок 3.2.2.1. Принципиальная схема тахометрических  расходомеров, где 1 – струенаправляющий  аппарат; 2 – устройство для съема  сигнала; 3 – шарик; 4 – ограничительное  кольцо; 5 – корпус тахометрического расходомера. [10]

  3.2.3. Электромагнитные расходомеры

  Конструктивные  схемы электромагнитных расходомеров просты, используемую и сейчас схему  предложил еще Фарадей:

  

  Рисунок 3.2.3.1. Принципиальная схема электромагнитного  расходомера, где 1 – трубопровод; 2 – полюса магнита; 3 – электроды  для съема ЭДС; 4 – электронный  усилитель; 5 – система отсчета; 6 - источник питания магнита.[17]

  3.2.4. Вихревые расходомеры

           Рисунок 3.2.4.1.  Схема вихревого первичного преобразователя расхода.[12]

  3.3. Конструктивные схемы температурных преобразователей – термопар.

  

  Рисунок 3.3.1. Схема включения термопары  в измерительную цепь: а - измерительный  прибор 1 подключен соединительными  проводами 2 к концам термоэлектродов 3 и 4; 6 – разрыв термоэлектрода 4; Т1 и Т2 – температур горячего и холодного контактов термопары. [18]

  3.4. Конструкционные  схемы преобразователей давления

  

  Рисунок 3.4.1. Схема устройства пьезоэлектрического  датчика давления: р – измеряемое давление; 1 – пьезопластины; 2 – гайка из диэлектрика; 3 – электрический вывод; 4 – корпус, который служит вторым выводом; 5 - изолятор; 6 – металлический электрод. [19] 

  4. Снятие полученных показаний  с приборов учета тепла. Занесение  полученных показаний в базу  данных

  Снятие  полученных показаний с приборов учета тепла на данный момент осуществляется различными способами, но наиболее распространен  способ снятия показаний с помощью  адаптера. В последнее время стали  использовать такие способы как  связь с приборами учета тепла  с помощью оптоволокна, телефонных линий, интернет, а также порта  BlueTooth. Но они используются редко и у нас в стране не используются.

  4.1. Существующая технология снятия  показаний с приборов учета  тепла

  На  данный момент, теплосчетчики не достигли своего совершенства в развитии, но практически повсеместно используются приборы, которые выполнены в оптимальном конструктивном исполнении. Так, точность приборов учета не максимальна, но применение более точных приборов не оправдано экономически, то есть выбрана «золотая середина».

  Этого не скажешь про технологию снятия показаний, которая не просто несовершенна, но даже не оптимальна для существующих технических возможностей.

  Снятие  показаний происходит в следующей  последовательности:

1. Прибытие инженера по контрольно-измерительным приборам на место, где установлен прибор учета тепла;
2. Подключение к порту USB прибора учета и адаптера переходного кабеля;
3. Загрузка показаний снятых прибором учета на карту памяти адаптера;
4. Возвращение инженера по контрольно-измерительным приборам на рабочее место;
5. Подключение адаптера с помощью USB-кабеля к компьютеру;
6. Загрузка снятых показаний на компьютер;
7. Занесение снятых показаний базу данных архива вручную.

  4.2. Существующая технология снятия  и занесения показаний прибора  учета в базу

  4.2.1. Характеристика существующей технологии  снятия показаний, снятых с  приборов учета тепла

  Существующая  технология снятия показаний с прибора  учета тепла имеет как достоинства, так и недостатки. Но стоит отметить, что достоинств не много, основное из них – независимость возможности  снятия показаний с прибора от наличия либо от качества связи. То есть даже при отсутствии оптоволокна, сбоев телефонных или интернет-соединений или помех на канале BlueTooth показания все равно будут сняты верно.

  Что же касается недостатков, то их значительно  больше чем достоинств. Так время, которое затрачивается на снятие показаний и занесение их в  базу данных, большое. Если теплосеть  или система горячего водоснабжения  районная, то счетчики рассредоточены по всей территории района, что затрудняет, а также замедляет снятие показаний. Также таких приборов может быть в одной теплосети несколько  сотен и даже тысяч, тогда затраты  материальные, которые будут уходить  на доставку сотрудника в назначенное  место, на заработную плату сотрудникам  будут очень высоки

  4.2.2. Занесение показаний, снятых с  прибора учета тепла, в базу  данных. Программа «Тепловая инспекция»

  Используя стандартный метод, не  стоит забывать и про то, что занесение показаний  в базу производится вручную, что  не только отражается на скорости занесения  показаний, но и увеличивает вероятность  ошибки в базе.

  Также, базы, которые используются на предприятиях в нашей стране, очень сложны и  поиск данных по конкретному прибору  учета в них осуществляется также  вручную.

  Примером  наиболее совершенной базы данных у  нас в республике служит программа  «Тепловая инспекция», которая была написана инженером по контрольно-измерительным  приборам предприятия КУП «Теплосеть»  Речицкого района А. И. Смоленчуком.

  Рисунок 4.2.2.1. Интерфейс программы-базы данных, используемой на КУП «Теплосеть».

  

  Рисунок 4.2.2.2. Подраздел базы данных КУП «Теплосеть» «Тепловая инспекция»: база данных потребителей теплоэнергии и горячей воды.

  

  Рисунок 4.2.2.3. Подраздел базы данных КУП «Теплосеть» «Тепловая инспекция»: база данных показаний, снятых с приборов учета установленных у потребителей теплоэнергии и горячей воды.

  

  Рисунок 4.2.2.4. Подраздел базы данных КУП «Теплосеть» «Тепловая инспекция»: база данных приборов учета и показаний, снятых с них.

  

  Рисунок 4.2.2.5. Подраздел базы данных КУП «Теплосеть» «Тепловая инспекция»: база данных приборов учета.

  4.3.Новые решения проблемы снятия и хранения показаний с приборов учета тепла.

  Главным решением проблем снятия показаний  на данный момент является программное  решение, так как технические  возможности обеспечения каналов  оптовой, интернет или телефонной связи  с прибором учета тепла на данный момент довольно хорошо развиты, в том  числе и у нас в стране, но при этом они используются мало. Мной предложен один из вариантов  такого программного обеспечения.

  4.3.1. Программа FileReader для снятия, занесения и хранения показаний, снятых с прибора учета тепла

  В ходе производственной практики мной была разработана информационная интеллектуальная система  FileReader. Главное преимущество этой информационной интеллектуальной системы – это то, что, в отличие от программы-базы данных «Тепловая инспекция», которая подробнее будет описана ниже, все снятые показания информационная интеллектуальная система может сама заносить в базу данных, а также все изменения можно заносить вручную. Это ускоряет работу с полученными показаниями, а также улучшает ее качество, так как исключается возможность ошибки при вносе показаний в базу. Работать в данной информационной интеллектуальной системе можно как через программу 1С, в которой прописан для нее интерфейс, так и напрямую. Интерфейс программы выглядит так: