Andrzej Smoliński,
Krzysztof Białkiewicz
ENERGOEFEKT Sp. z o.o.
System zbierania i przesyłania
danych z wykorzystaniem
pakietowej transmisji danych.
GPRS nie tylko dla energetyki
Praca rozproszonych jednostek tere-
Skuteczne funkcjonowanie przedsiębiorstw, organizacji,
nowych stwarza koniecznoS
ć nadzoro-
jednostek samorządu terytorialnego i administracji państwowej,
wania, a często także indywidualnego
a także całego społeczeństwa zależy w dużym stopniu od możliwoS
ci
sterowania poszczególnymi obiektami
przekazywania informacji. Informacja to nie tylko udostępnianie
z jednego centrum dyspozycyjnego. Aby
wiadomoS
ci za poS
rednictwem mediów, w tym elektronicznych, ale
praca takiego zespołu mogła być prowa-
także przesyłanie znaczącej liczby danych do centrum zarządzania
dzona prawidłowo, konieczne staje się
dostarczenie wszelkich niezbędnych da- daną organizacją. Elektroenergetyka korzysta już w znacznym zakresie
nych eksploatacyjnych z poszczególnych
z tych możliwoS
ci. Warto, aby również inne podmioty, jak chociażby
obiektów do jednego centrum dyspozy-
gminy, czy też przedsiębiorstwa ciepłownicze, przedsiębiorstwa
torskiego. Wymusza to rozbudowywa-
wodociągowo-kanalizacyjne lub inne służby i organizacje spróbowały
nie systemów komunikacji pomiędzy
skorzystać z tej szansy.
tzw. jednostką centralną i jednostkami
terenowymi. Przykładem takiej organi-
korzystaniem pakietowej transmisji danych w systemie GPRS.
zacji pracy jest m.in. Zespół Elektrowni Wodnych Rożnów,
W Zespole Elektrowni Wodnych Rożnów system taki został
z punktem dyspozycyjnym zlokalizowanym w Elektrowni
zaprojektowany i wdrożony do eksploatacji w lutym tego ro-
Rożnów, oraz Zespół Elektrowni Wodnych Dychów, z punk-
ku i obejmuje swoim zasięgiem dwie elektrownie terenowe
tem dyspozycyjnym zlokalizowanym w Elektrowni Dychów.
zlokalizowane na WiS
le w Krakowie, z których dane eksplo-
Dla tych organizacji opracowany został w Południowym Za-
atacyjne transmitowane są do Elektrowni Rożnów.
kładzie Automatyki i Zabezpieczeń Energoefekt Sp. z o.o.
Dla Zespołu Elektrowni Wodnych Dychów opracowany
system pozyskiwania i przesyłania danych eksploatacyjnych
został projekt systemu, obejmujący swoim zasięgiem wszyst-
z elektrowni terenowych do głównej elektrowni zespołu, z wy-
kie elektrownie terenowe należące do tej organizacji, zlokali-
zowane na Nysie Łużyckiej, Bobrze i Kwisie, z których dane
eksploatacyjne transmitowane są do Elektrowni Dychów. Ze
względu na znaczne rozbudowanie systemu w ZEW Dychów
pod względem liczby elektrowni terenowych nim objętych,
jak również liczby danych przesyłanych z poszczególnych
obiektów do elektrowni centralnej, realizacja tego projektu
zaplanowana jest na kilka lat.
Przy braku bezpoS
redniego połączenia kablowego między
elektrowniami terenowymi a elektrownią centralną, zdecydo-
wano się na wykorzystanie technologii przesyłu danych z wy-
korzystaniem transmisji GPRS. Wybór tej technologii podyk-
towany został istotnymi zaletami tego sposobu, widocznymi
szczególnie przy znacznych odległoS
ciach dzielących poszcze-
gólne obiekty, jak również znacznym zróżnicowaniu terenu,
Ryc. 1. Wizualizacja pracy upustów i jazów zapory Elektrowni Rożnów na którym zlokalizowane są elektrownie.
GRUDZIEŃ 2006
24
Ryc. 2. Elektrownia Rożnów
GPRS (General Packet Radio Service) to technologia trans- nym module komunikacyjnym w elektrowniach terenowych
misji danych metodą pakietową. Informacja przesyłana tą me- oraz jeden moduł komunikacyjny w elektrowni centralnej.
todą dzielona jest na tzw. pakiety, z których każdy posiada ad-
res przeznaczenia. Nadawanie adresów poszczególnym pa- Cechy charakterystyczne takiego rozwiązania to:
kietom oparte jest na protokole internetowym TCP/IP, który  możliwoS
ć transmisji cyklicznej z ustawianym przez użytkow-
nika okresem przesyłania danych do elektrowni centralnej;
z łatwoS
cią można komponować z istniejącymi protokołami
 możliwoS
ć transmisji zdarzeniowej, inicjowanej przez mo-
TCP/IP w sieci stacjonarnej. Pakiety przesyłane są do adre-
duły komunikacyjne elektrowni terenowych, wywołanej okre-
sata niezależnie od siebie i może to być realizowane innymi
S
loną przez użytkownika zmianą stanu (zmiana sygnału bi-
drogami. Po dotarciu do adresata pakiety składane są w peł-
narnego, zmiana o okreS
loną wartoS
ć sygnału analogowego,
ną informację. W technologii GPRS informacje przesyłane
przekroczenie okreS
lonej wartoS
ci sygnału analogowego);
są wydzieloną siecią, służącą wyłącznie do transmisji danych,
 możliwoS
ć transmisji mieszanej (zdarzeniowo-cyklicznej);
oddzieloną od normalnej sieci telefonii komórkowej. Istotną
 łatwoS
ć konfigurowania struktury pracy systemu przesyłu
zaletą komunikacji GPRS jest fakt stałego pozostawania ter-
danych;
minali w tzw. sesji GPRS po jego uruchomieniu i zalogowa-
 przyjazny interfejs z użytkownikiem;
niu do sieci. Zrealizowanie funkcji przesyłania danych do ad-
 możliwoS
ć indywidualnego, dodatkowego oprogramowania
resata, przy uaktywnionej usłudze GPRS, nie wymaga po-
modułów obiektowych w zakresie funkcji lokalnego i zdal-
nownego wybierania jego numeru i zestawiania połączenia.
nego sterowania obiektem;
Należy tutaj zaznaczyć, że technologia ta nadaje się rów-
 swoboda konfigurowania modułów komunikacyjnych elek-
nież do wykorzystania do zdalnego sterowania urządzeniami
trowni terenowych przez użytkownika (lokalnie i zdalnie
indywidualnymi, jak również całymi procesami wszędzie tam,
przez GPRS);
gdzie możliwe kilkusekundowe czasy zwłoki transmisji nie
 możliwoS
ć rejestracji danych w modułach obiektowych ze
mają istotnego znaczenia dla realizacji założonego celu. Wy-
stemplem czasowym (wg zegara wewnętrznego modułu)
korzystanie technologii GPRS pozwala m.in. na:
umożliwiającym analizę przebiegu procesów technologicz-
 sterowanie włączaniem i wyłączaniem oS
wietlenia ulicznego;
nych z rozdzielczoS
cią 100 ms;
 sterowanie działaniem sygnalizacji S
wietlnej;
 łatwoS
ć tworzenia komunikatów alarmowych wysyłanych
 sterowanie poziomami i przepływami w stacjach pomp;
z wykorzystaniem funkcji SMS indywidualnie przez każ-
 sterowanie pracą urządzeń w rozproszonych ciągach tech-
dy moduł obiektowy do wybranych abonentów;
nologicznych (np. włączanie i wyłączanie pomp, otwieranie
 zabezpieczenie informacji indywidualnym adresem IP;
i zamykanie zaworów przepustowych i regulacyjnych);
 pełna ochrona dostępu do informacji na poziomie sprzętu
 sterowanie zamknięciami jazów i upustów;
i operatora;
 uzyskiwanie danych z rozproszonych punktów pomiaro-
 niezależnoS
ć od operatora;
wych poziomów rzek i cieków wodnych;
 duża niezawodnoS
ć funkcjonowania systemu;
 uzyskiwanie danych z rozproszonych stacji pogodowych;
 ciągła dostępnoS
ć do kanału transmisyjnego, bez koniecz-
 sterowanie procesem uzyskiwania danych z terenu.
noS
ci opłat za gotowoS
ć kanału;
 opłata tylko za przesyłane dane;
W rozwiązaniach zaproponowanych i zrealizowanych przez
 możliwoS
ć posiadania własnego adresu sieciowego APN
Energoefekt dla celu przesyłu danych w przedstawionych po- (Acces Point Name) lub korzystania z firmowych adresów
wyżej Zespołach Elektrowni Wodnych wykorzystano po jed- APN;
GRUDZIEŃ 2006
25
Ryc. 3. Monitoring stanu zbiornika wodnego i rzeki
 brak ograniczeń odległoS
ciowych i iloS
ciowych przy two- zmian, nie jest konieczne częste, w przypadku cyklicznego
rzeniu rozbudowanego, rozproszonego przestrzennie sys- trybu pracy, wysyłanie niezmieniających się danych.
temu nadzoru i wizualizacji; Uzyskane z obiektów zewnętrznych dane przesyłane są
 niewrażliwoS
ć na przeszkody terenowe; do systemu wizualizacji i archiwizacji. Sterownik systemu cen-
 brak koniecznoS
ci uzyskiwania dodatkowych zezwoleń tralnego nie dokonuje weryfikacji przesłanych danych pod ką-
na transmisję; tem ich wiarygodnoS
ci i prawidłowoS
ci, a jedynie pod kątem
 brak koniecznoS
ci stawiania masztów antenowych. prawidłowoS
ci transmisji z układami obiektowymi. Weryfi-
Należy zaznaczyć, że ze względu na opóx
nienie przesyłu da- kacja przesłanych danych pod kątem ich wiarygodnoS
ci i pra-
nych z wykorzystaniem transmisji GPRS przesłane informacje widłowoS
ci realizowana będzie w systemie wizualizacji i ar-
uwidocznione zostaną w systemie wizualizacji w elektrowni cen- chiwizacji danych z elektrowni terenowych współpracującym
tralnej w czasie do kilku sekund od zaistnienia zdarzenia. Zda- bezpoS
rednio z systemem centralnym układu transmisji.
rzenia, dla których istotny jest rzeczywisty czas wystąpienia, po- Wybór operatora sieci telefonii komórkowej oraz sposób
winny zostać oznaczone stemplem czasowym w urządzeniach korzystania z punktu dostępu do danych (własny APN lub
pozyskiwania danych w elektrowniach terenowych. dostęp do adresu APN innych właS
cicieli) uzgodniony zosta-
nie z użytkownikiem na etapie wdrażania systemu.
Zasada działania polega na tym, że system centralny, za-
instalowany w siedzibie ZEW Dychów inicjuje nawiązanie Być może problematyka ta wydaje się niektórym skompli-
łącznoS
ci w trybie cyklicznym z układami zainstalowanymi kowana, jednakże przydatnoS
ć tego typu rozwiązań nie powin-
w elektrowniach terenowych. Cykl odczytywania informacji na budzić niczyich wątpliwoS
ci. Z podobną sytuacją mamy
w tym trybie ustalony zostanie z użytkownikiem w czasie uru- do czynienia codziennie jeżdżąc samochodem. Nie interesuje
chamiania układu. Ze względu na małą zmiennoS
ć w czasie nas, co dzieje się wewnątrz. Wszystko ma działać zgodnie z na-
sygnałów przesyłanych z elektrowni terenowych, jak również szymi oczekiwaniami. W razie jakichkolwiek problemów zwra-
inicjowanie zdarzeniowej transmisji danych przez układy zbie- camy się o pomoc do kompetentnego serwisu. W sprawach
rania danych na obiektach w przypadku wystąpienia istotnych związanych z transmisją danych można zwrócić się do nas.
�
E N E R G O E F E K T�
E
N
E
R
G
O
E
F
E
K
T
Południowy Zakład Automatyki i Zabezpieczeń Sp. z o.o.
P
o
ł
u
d
n
i
o
w
y
Z
a
k
ł
a
d
A
u
t
o
m
a
t
y
k
i
i
Z
a
b
e
z
p
i
e
c
z
e
ń
S
p
.
z
o
.
o
.
41-700 RUDA R
LĄSKA, ul. Kokotek 6,
4
1
-
7
0
0
R
U
D
A
R

L
Ą
S
K
A
,
u
l
.
K
o
k
o
t
e
k
6
,
tel.: [phone] www.energoefekt.com.pl
faks: 032 248-00-71 e-mail: [e-mail]
GRUDZIEŃ 2006
26