Сергей Ледовский. Приборы учета эпохи IoT

Умный учет – это не только приборы учета, но и без них не обойтись. Что отличает умный прибор от обычного, зачем это надо потребителю, и куда приборная база будет дальше развиваться?

Сергей ЛЕДОВСКИЙ, генеральный директор НПО КАРАТ,
председатель Совета Ассоциации «Метрология энергосбережения»

Современный мир становится цифровым. А вещи, которыми мы пользуемся, «умнеют». Все мы привыкли пользоваться интернетом, не задумываясь, что это «интернет людей». Однако теперь умные вещи тоже пользуются интернетом, причем пользуются самостоятельно, без дополнительных команд от человека. Это формирует «интернет вещей» и создает новую технологическую и потребительскую среду, новые рынки, возможности и бизнес-модели.

Такие изменения происходят и в учете энергетических ресурсов. Приборы, которые как класс служат человеку уже более ста лет, постепенно становятся интеллектуальными, становятся «умными вещами», использующими для своей работы интернет. Привычные устройства совершенствуются и доводятся до современного состояния, соответствующего цифровой среде.

Индустрия приборов учета

Производители приборов учета сегодня – это высокотехнологичные компании. Такая компания разрабатывает и производит электронику, производит ее монтаж. Нужны механообработка (зачастую это делается уже на цифровом оборудовании с высокой точностью), литье пластмасс, в т.ч. композитов, производство корпусных изделий.

Прибор учета отличается от любого, пусть самого высокотехнологичного, электронного прибора тем, что отвечает метрологическим требованиям – ему доверено учитывать ресурсы, что является основой для дальнейших платежей за них. Только уполномоченные и аккредитованные государственными органами лаборатории имеют право поверять приборы учета и давать им, таким образом, метрологический статус, право на работу.

Жесткими являются и требования к точности при производстве приборов учета, и сегодня производство подобного оборудования сопровождает единая цифровая модель, с которой сверяются результаты каждого технологического передела. Так что каждый узел сохраняет критические параметры, и весь прибор в конечном итоге отвечает установленным требованиям.

Однако информационные технологии применяются не только и не столько при создании прибора – на протяжении всего жизненного цикла прибор полноценно функционирует в цифровой среде.

Как изменились приборы

Нашей компании 25 лет, и все эти годы мы производим приборы. Мы видим, как они изменились, мы сами их изменяем.

С эволюцией приборы становятся все более компактными, недорогими, более надежными для работы в различном диапазоне температур, в условиях высокой влажности и агрессивных сред. На вид они так же, как раньше, состоят из корпуса из пластика и латуни, жидкокристаллического дисплея и так далее. Но ряд компонентов уже основаны на суперконструкционных материалах, специально обработанных, которые ведут себя в эксплуатации как металл.

По внешнему виду это не всегда заметно, но современный счетчик – это совершенно нового качества прибор эпохи интернета вещей, а компании-производители все ближе двигаются в сторону IT-компаний.

Что такое цифровой прибор

Сегодняшние приборы могут показаться традиционными расходомерами, но на самом деле, это счетчики нового поколения, созданные для использования в цифровом мире. Что делает прибор «умным»?

Он содержит в памяти большое количество параметров, которые измеряет и вычисляет (температура, расходные характеристики, тепловая энергия).

Он оснащен интерфейсом для связи. Варианты могут быть различны, наиболее удобной и современной выглядит радиосвязь, поскольку она не требует проводов, и наша компания является приверженцем стандарта низкочастотной связи LoRaWAN. Для работы с ним прибор имеет встроенные модем и антенну. Это дает возможность выйти в сеть, стать ее полноправной частью и отправлять данные к сервисам в любой точке мира.

Современные технологии таковы, что оснащенный подобным образом счетчик может, работая автономно, раз в сутки посылать данные о потреблении ресурса в течение 10 лет без смены элемента питания. Измерения могут происходить и в других временных интервалах, эта предустанавливается в зависимости от потребности.

Можно сказать, диспетчеризация в привычном понимании умерла – нет посредника-диспетчера, опрашивающего приборы, они сами в заданном режиме сдают показания, обмениваются командами.

Важно, что умный счетчик синхронизирован с глобальной службой времени и всегда корректно и однозначно, одинаково с другими участниками сети понимает время. Это делает его показания операбельными, с ними можно производить различные действия, ведь они четко и однозначно привязаны к интервалу времени.

Аналогично происходит и привязка к месту – через Федеральную информационную адресную систему (ФИАС). Таким образом, данные о потреблении соотносятся с объектом и интервалом времени.

Данные как продукт

Поэтому и данные, получаемые с умного счетчика, приобретают новое качество. По большому счету, сегодня продуктом, нужным потребителю, является не сам, например, теплосчетчик, а информация, поставленная этим прибором по беспроводным сетям в облачные сервисы и далее предоставленная оттуда в определенном структурированном, кастомизированном виде на привычные пользователям устройства – компьютеры, планшеты, телефоны.

Набор данных о потреблении тепла – самый сложный в коммунальной энергетике. Здесь нужно упаковать и передать большое количество параметров – три по температуре (подающий и обратный трубопровод и разница между ними), три по расходу в той же логике, два по давлению, три параметра по тепловой энергии (для открытой системы), шесть периодов времени наработки. Организация передачи теплового пакета по выбранному протоколу связи требует технического решения.

Чтобы все это обеспечить, нужна целая экосистема, среда, включая цифровую платформу, в которой данные с приборов учета собираются, передаются, хранятся и обрабатываются. Она состоит из линий связи с протоколами передачи данных, базовых станций, серверов и программного обеспечения. Все вместе это обеспечивает достоверность данных с метрологической точностью по всей цепочке – вплоть до экрана смартфона, где пользователь видит сделанный для него отчет в удобной форме.

Таки цифровые платформы делаются облачными, в таком случае их можно по желанию локализовать на сервере заказчика.

На всем жизненном цикле

Еще одна характерная особенность умного прибора – теперь речь идет о всем его жизненном цикле. Во-первых, и производители все чаще не заканчивают свои отношения с заказчиком фактом продажи оборудования. Важна организация эксплуатации, вплоть до метрологических работ, обеспечение адекватного функционирования прибора и, значит, получение с него достоверной цифры.

Более того, в цифровой среде становится возможным проследить весь жизненный цикл прибора, все события, через цифровой след – где и когда произведен, где, когда и кем установлен, введен в эксплуатацию, поверен, проходил ремонт и т.д.

Для этого приборы получают ID (это может быть штрихкод, rfid-метка или иной способ идентификации) и регистрируется в специально организованной базе данных, хранящей все события. Таким образом, появляется возможность удостовериться, что прибору и его данным можно верить.

Все это делает прибор учета умной вещью нового качества.

Новые модели взаимодействия

Подобная эволюция приводит и к появлению новых моделей на рынке.

Само создание системы учета практически невозможно самостоятельно ни одной из сторон – нужны компетенции «прибористов», метрологов, телекомов, IT-специалистов.

Появляются новые функции сервисной компании, оператора данных, поставщика платформы, поставщика приложений и так далее.

Поскольку сам по себе прибор уже не настолько ценен, как в целостной среде, меняются и привычные механизмы, такие как OEM, оригинальное производство под сторонней торговой маркой. Теперь, кроме нужного лейбла на приборе учета, заказчик может получить и доступ к технологической среде и всем сервисам, не занимаясь обустройством собственной.

Итак, сегодня счетчик, созданный умом и руками современного инженера – это цифровой прибор эпохи интернета вещей, который служит и работает в коммуникационных сетях, неразрывно связан с глобальной сетью и обеспечивает целый ряд сервисов пользователям. Умный учет определяется далеко не только функционалом приборов, но требует аппаратного и телеком-обеспечения, создания экосистемы и цифровых платформ, пользовательских приложений. И все это ведет к появлению новых ролей и функций, механизмов взаимодействия и ответственности в нем, а следовательно, необходимости достройки стандартов, нормативной и законодательной базы.

Умный учет как база цифровой Энергоэффективности 2.0