IIOT – получение данных от счетчиков ртути по RS-485 через TCP/IP

22 декабря 2022 г.

Промышленный Интернет вещей (IIoT) – это технология, которая используется на производстве, складах, фабриках и лабораториях. Он используется для автоматизации и упрощения производственных процессов.

Некоторые примеры IIoT:

• Датчики на оборудовании и машинах собирают данные об их работе и помогают предотвратить поломки.
• Системы климат-контроля, анализирующие температуру и влажность, автоматически регулируют микроклимат в помещении.
• Датчики, установленные на продуктах и ​​деталях, помогают с инвентаризацией и дефектными товарами.
• Системы дистанционного управления позволяют управлять оборудованием на больших расстояниях.
• Датчики загрязнения анализируют окружающую среду и следят за соблюдением экологических норм.
• Автомобильные трекеры, отслеживающие перемещение груза в режиме реального времени.
• Датчики, установленные в автомобильных системах, отслеживают расход топлива, состояние двигателя и другие параметры.

С помощью технологии IIoT можно снизить себестоимость продукции и избежать потерь. Датчики на оборудовании сообщат о необходимости технического обслуживания. Система климат-контроля будет следить за тем, чтобы оборудование не перегревалось. Маяки на транспорте укажут, когда будет доставлен груз. Данные, которые собирают эти датчики и маяки, можно загружать в системы анализа, чтобы делать прогнозы и изучать весь завод.

Система IIoT состоит из нескольких взаимосвязанных компонентов, которые обеспечивают эффективное изменение цифровых процессов на предприятии:

1. Каналы связи — обеспечивают подключение сенсоров и сенсоров к системе хранения, обработки и анализа данных. Для этого можно использовать быстродействующую сеть или различные беспроводные технологии, такие как LPWAN, Bluetooth, Wi-Fi, GSM и NB-IoT.
2. Датчики и смарт-устройства — это компактные электронные устройства, которые используются для сбора информации о состоянии оборудования, микроклимате и других параметрах, которые необходимо отслеживать. Они устанавливаются на объектах и ​​периодически отправляют данные для дальнейшей обработки.
3. Системы хранения, обработки и анализа данных предназначены для сбора информации с датчиков, ее обработки, анализа и отображения результатов анализа. Они могут быть в виде кластера серверов в «облаке» или закрытой корпоративной сети.

н

Проблемы с устаревшими аналоговыми счетчиками и датчиками для мониторинга?

Не секрет, что все предприятия рано или поздно сталкиваются с проблемой устаревшего промышленного оборудования, счетчиков и датчиков, которые хоть и выполняют поставленные задачи, но не имеют цифровых интерфейсов связи и автоматического удаленного мониторинга. Подобные ограничения не позволяют им «вписаться» в реализуемую экосистему Промышленного Интернета вещей, а значит, цифровизация этого технологического процесса не может быть достигнута. Если говорить об одном промышленном объекте и небольшом количестве аналоговых счетчиков, то проблема не выглядит глобальной. Но если это крупный холдинг или концерн, где много промышленных площадок и объектов, то в этом случае переход может быть очень сложным, и выбор правильного решения на этапе проектирования сыграет ключевую роль в дальнейшем.

Такая проблема со снятием состояний и показаний с аналоговых счетчиков и датчиков может быть решена двумя основными способами.

Первый способ — обновить существующую схему мониторинга без замены существующих счетчиков и датчиков.

Второй способ — заменить аналоговые счетчики и датчики их цифровыми аналогами с проводными или беспроводными интерфейсами для удаленного считывания или определения состояния.

Мы выбрали второй путь. Полная замена аналоговых счетчиков на цифровые увеличивает временные и финансовые затраты на старте, но по факту является выгодным вариантом при долгосрочном развитии и реализации политики цифровизации на предприятии. Для развития любого предприятия важно задуматься о замене оборудования, которое позволит не только автоматизировать работу компании, но и получать более точные показатели и сигналы.

Об умных счетчиках

Электричество влияет на нашу жизнь по-разному: от повседневной жизни до бизнеса и промышленности. Вот почему это считается важным фактором в экономике. В 21 веке рост цифровых инноваций зависит от эффективной и надежной энергетической инфраструктуры. Поэтому необходимо улучшить производство и доставку энергии, сделав их более интеллектуальными, эффективными, надежными и прозрачными.

Умные счетчики не только регистрируют потребление электроэнергии, но также отслеживают и сообщают об аномалиях, таких как провалы и скачки напряжения. Это позволяет использовать интеллектуальные счетчики для контроля электрической цепи, удаленного считывания данных с них и более эффективного управления потреблением энергии.

Перед нами стояла задача организовать дистанционный сбор показаний электросчетчиков.

Мы взяли современный электронный счетчик с интерфейсом RS485. Мы используем счетчики производства Инкотекс Меркурий модификаций 203.2Т или 204.

Из официальной документации с сайта Incotex - для опроса счетчиков используются разные протоколы:

• протокол для однофазных счетчиков (модели 200, 201, 203 (кроме 203.2ТД), 206) (назовем его М206) (RU)
• Протокол для трехфазных счетчиков ( модели 203.2ТД, 204, 230, 231, 234, 236, 238) (назовем его М236) (RU)

Для решения проблемы я разработал скрипт, который подключается к счетчику через преобразователь RS485 по TCP/IP и снимает нужные показания по обоим протоколам.

SNR-ERD-4s — многофункциональное устройство для удаленного управления и мониторинга с Ethernet <-> Функция преобразователя интерфейса RS485.

Для разработки я использовал Python3. Входными данными для сценария являются IP-адрес преобразователя, используемый TCP-порт и серийный номер счетчика. при использовании протокола для трехфазных счетчиков также может передаваться логин и пароль. Скрипт измеряет активную и реактивную энергию и предоставляет информацию для каждой из фаз. Так как счетчики многотарифные, то выводится расход по каждому из тарифов. Скрипт возвращает данные в формате JSON, что упрощает интеграцию с различными системами обработки и мониторинга данных.

Пример использования

<цитата>

./mercury-em.py --proto=m206 --serial 39075510 --host 172.26.1.250 --port 50 | дк .

{

"информация": {

"В": 208,7,

"А": 7,78,

"P": 1580,

"частота": 49,88

},

"энергия": {

"A+_T1": 28382,38,

"A+_T2": 15782.03,

"A+_T3": 0,

"A+_T4": 0,

"А+сумма": 44164,41

н

Финальную версию скрипта я выложил на github.com

Ссылки:

• Мой гитхаб со скриптом Mercury-em
• Официальный сайт Инкотекс (RU)
• СНР-ЭРД-4с устройство удаленного контроля и управления

н

н

---

Оригинал