Записки IoT-провайдера. Проклятие импульсного выхода
Здравствуйте, уважаемые любители Интернета Вещей. Сегодня мне хотелось бы поговорить про импульсный выход. Один из популярнейших телеметрических выходов у приборов учета. Простой, как пять копеек. И самый тяжелый в эксплуатации.
Начнем с теории.
Импульсный выход (ИВ) — это два контакта, которые выходят из прибора учета. Внутри счетчика может стоять геркон или некое подобие реле. Замыкание происходит механически. Между контактами периодически возникает падение сопротивления. Одно падение — один импульс. Данная схема вообще не требует какой-либо электроники внутри счетчика, только на устройстве съема.
В случае с электросчетчиком, импульсный выход реализуется через схему открытого коллектора. Тут система уже сложнее, но не на много.
Число импульсов пропорционально потребленному ресурсу. Воде, газу, электричеству, теплу. Или еще чему-нибудь. Нам попадались импульсные выходы на расходомерах нефтяных скважин.
Как работать с импульсным выходом? Проще всего пояснить на примере:
Водосчетчик «пропустил» через себя кубический метр воды. Вес его импульса — 0,1 м3. Это значит, что в процессе прохождения воды, мы зафиксируем 10 импульсов. Зная вес, легко посчитать сколько ресурсов намотал тот или иной прибор.
Звучит просто?
Пока да. Проблемы начинаются в процессе эксплуатации.
Съем показаний обеспечивают специальные модули — счетчики импульсов (СИ). Они могут быть проводные или беспроводные, с батарейкой или от 220. Но смысл один — счетчик импульсов — это обычный конвертер из одного интерфейса в другой. Посчитав замыкания контактов СИ передает эту информацию на сервер. Каким путем уже дело десятое.
Так где же кроется проклятье?
Главная проблема импульсного выхода — он дает информацию только о текущем положении дел. Скажем, если вы прослушиваете контакты час, то с уверенностью сможете сказать только о потреблении за этот прошедший час. И не более. Никакой информации о том, что на табло у счетчика через ИВ получить невозможно.
Такая ли это большая проблема?
Если вы подключаете установленный прибор учета, то нужно просто переписать начальные показания счетчика. Внести эту поправку в ваш интерфейс и работать дальше. Все просто?
Нет. Тут начинаются подводные камни:
1) Человеческий фактор. Счетчики редко стоят на освещенном пьедестале. Чаще они расположены в местах, куда не так просто добраться. В подвалах, где сыро, грязно и очень темно. Правильно переписать начальные показания — не такая уж простая задача. Потому мы можем получить ошибку еще на этапе внесения.
2) Человеческий фактор №2. К сожалению, не все обладают прямыми руками из плеч. Если провода от ИВ некачественно смонтированы в клеммной колодке счетчика импульсов, то может начаться такая неприятная штука, как погрешность замера. С одинаковой вероятностью это может внести ошибку как в большую, так и в меньшую сторону.
3) Пресловутый вес импульса. Отлично, если он нанесен на сам прибор учета гравировкой. Неплохо, если он вообще есть на приборе. Но часто заветная цифра оказывается только в документации. Если речь про уже установленные приборы учета, высока вероятность, что документацию потеряли или она «где-то там». Гугление вам не поможет, у многих приборов учета в общих паспортах указаны только возможные веса. На на конкретный прибор надо смотреть конкретный паспорт. Которого нет. И тут начинается игра «угадай вес импульса по опыту».
Пример хорошего счетчика. Вес импульса на корпусе, на самом видном месте.
4) Дополнительные внешние факторы. К примеру, слишком длинный кабель от прибора учета к счетчику импульсов. Или кабель высокого напряжения в одном стояке. Все это может вызывать погрешности в подсчетах. А для ИВ на открытом коллекторе еще важна полярность подключения — дополнительная возможность ошибиться.
Казалось бы — все проблемы так или иначе связаны с качеством монтажа. Ну или техкартой монтажа. Ограничь длину кабеля, распиши где его можно прокладывать. Сделай все качественно с первого раза, наконец!
На практике, огрехи монтажа неизбежны. Но если мы используем MobBus и RS-485 такие проблемы очень легко отловить автоматизированной системой. У нас либо есть связь со счетчиком, либо нет. Если связь есть, то счетчик нам передаст свои показания, на табло смотреть не обязательно (за редким исключением глюков самого счетчика).
С импульсным выходом обязательна сверка через некоторое время. Так и только так мы сможем с уверенностью сказать, что считаем правильно. Что все качественно смонтировано, что мы не промахнулись с весом импульса и верно считали начальное значение. Удаленно диагностируется только факт наличия импульсов или их отсутствия. Такая себе информация.
Да, друзья. Двадцать первый век, умные приборы учета. Но если они оснащены ИВ, то им обязательно нужна сверка через какое-то время. Хотя бы раз, но нужна.
Что это значит для эксплуатации? Это значит, что сверка должна быть заложена в ваши расходы. И нельзя использовать импульсный выход на том приборе учета, к которому больше не сможешь попасть.
Если мы подключаем общедомовой прибор учета по заказу Управляющей Компании, то у нас все хорошо. УК кровно заинтересована в правильной работе телеметрии и разумеется пустит нас свериться недельки через две. Мы сделаем вывод, что у нас все хорошо, внесем коррективы или перемонтажим.
Но вот что делать, если прибор учета стоит в квартире абонента?
Даже самый кристально чистый пользователь никогда не окажется дома в нужное вам время. Представьте себе задачу — сверить показания счетчиков многоквартирного дома? Квартир этак на сто? Сколько времени на это уйдет?
А теперь помножьте это на любовь некоторых пользователей к «волшебным магнитам» или «жукам» в щитке. Вы сами даете ему в руки инструмент обмана. Он выдерет провод из счетчика, скажет, что запнулся и в квартиру для ремонта вас не пустит. Что делать?
Делать нужно вывод. ИВ — это крайне ограниченный в применении интерфейс. Он не должен располагаться в недоступном вам месте. Он требует сверки. Он ненадежен, т. к. не передает конкретных цифр, только импульсы. Даже если он работает сейчас, не факт, что он будет работать через два года (когда контакты окислятся). И уж точно он не подходит для контроля «хитрых» абонентов.
Для счетчиков в квартире нужны устройства в сборе, на борту которых уже есть радиомодуль и связь с радиосетью. Это не панацея, но вероятность хитрости тут меньше. Только такие счетчики реально опрашивать.
С другими типами счетчиков (промышленными, общедомовыми) ситуация легче, но и тут ИВ должен быть крайней мерой.
Несколько слов в защиту. Некоторые пользователи сомневаются, что ИВ работоспособен, когда импульсов в единицу времени слишком много. Давайте разберем пример.
Счетчик Энергомера СЕ101. Выдает 3200 импульсов на киловатт-час.
Таким образом, если через прибор учета пройдет 1 кВтч, то за час мы должны успеть насчитать 3200 импульсов. А если десять? Тогда цифра станет уже больше, 32000 импульсов.
Это почти десять импульсов в секунду.
Реально ли их посчитать без ошибки?
Обратимся к технической документации. Счетчик импульсов с LoRaWAN модулем от Веги (СИ-11) умеет улавливать до 200 Гц. Это значит, что в секунду он может зарегистрировать 200 импульсов.
Контрольный прибор СИ-206-Д2 улавливает до 30 импульсов в секунду.
Энергомера СЕ101 рассчитана на ток до 100 А (максимальное значение ряда моделей), т.е. за час она сможет «протащить» до 22 кВт. Тут мы уже близки к критическим значениям. Но это квартирный электросчетчик, а проводка обычной квартиры столько не выдержит. Реальные цифры будут далеки от пороговых значений.
А производители осознают реальную «пропускную способность» своих приборов и подбирают веса в соответствие с возможностями счетчиков импульсов.
Закончить хотелось бы так. Импульсный выход — это ОЧЕНЬ дешевый интерфейс, который подкупает дешевизной производителей и потребителей. Но вот беда. Много от сэкономленного придется потратить на эксплуатацию. Стоит ли оно того?
P.S. Сразу после выкладки эту статью сразу заминусовали. Я понял, что часть мыслей была раскрыта некорректно, потому сделал правки и более подробно описал некоторые вещи. В таком виде ее и оставляю. Для многих тема будет казаться мелочной и не стоящей. Но, судя по планам производителей и интеграторов, они видят за импульсным выходом будущее. Хотелось бы посеять хоть какие-то сомнения в их уверенность.
