Проблема, которую решают
Диспетчер энергосети получает сигнал о неполадке на подстанции в отдаленном районе Алтайского края. Раньше в такой ситуации на место отправляли бригаду — искать проблему приходилось прямо на объекте. Дорога могла занять часы, а иногда и целый день. Пока специалисты ехали, оборудование оставалось без наблюдения.
Алексей Клюшанов, магистрант факультета информационных технологий АлтГТУ, вместе с командой университета разработал решение, которое позволяет диспетчеру видеть состояние оборудования на расстоянии. Прибор устанавливают прямо на подстанции: он следит за работой коммуникационного оборудования и передает данные на пульт через мобильную сеть. Достаточно покрытия 2G, чтобы диспетчер получил информацию об аварии в реальном времени.
Возможности приборов
Первый проект магистрант разрабатывает по заказу «Алтайкрайэнерго». Контроллер планируют установить более чем на тысяче подстанций по всему краю. Аппарат подключается к оборудованию подстанции и отслеживает до 16 сигналов одновременно: выключатели, защиты, аварийные контакты. Если что-то срабатывает нештатно, диспетчер узнает об этом сразу.
Для передачи данных разработчики используют промышленный протокол. Это стандарт, принятый в энергетике, поэтому устройство легко встраивается в существующие системы управления предприятий. Диспетчеру не нужно осваивать новое программное обеспечение — информация отображается в привычной SCADA-системе.
Второй проект Алексей Клюшанов делает для компании «СибКомплект» – барнаульского завода, который выпускает электротехническое оборудование и работает по всей стране. Прибор анализирует параметры трехфазных электросетей: измеряет нагрузку на каждой фазе, выявляет неравномерность и управляет ступенями компенсации, чтобы нормализовать работу сети. Результаты измерений сохраняются в базе данных и доступны через веб-приложение.
Дешевле и надежнее
На рынке уже существуют промышленные контроллеры и регуляторы, но команда АлтГТУ нашла способ сделать аппарат компактнее и дешевле. Клюшанов объясняет: в одном блоке удалось объединить несколько функций, для которых обычно требуются отдельные приборы. На подстанции не нужно устанавливать несколько устройств — хватает одного.
Второе преимущество — цена. Себестоимость разработки в несколько раз ниже сопоставимых промышленных решений. Это важно для заказчика, которому нужно оснастить сотни объектов, а не один-два.
Еще одна деталь — резервный источник питания на суперконденсаторах. Он не рассчитан на долгую работу после отключения сети, но успевает сделать главное: сохранить последние данные и передать диспетчеру сигнал об аварии. Это значит, что даже при внезапном отключении информация не потеряется.
Связь при нестабильном интернете
Мобильная сеть — не самый надежный канал связи, особенно в удаленных районах. Разработчик рассказал, что эту проблему пришлось решать на уровне программного обеспечения: контроллер сам следит за состоянием соединения и автоматически восстанавливает его после сбоя. Модем, используемый в приборе, не умеет делать это самостоятельно, поэтому алгоритмы восстановления заложили прямо в прошивку.
Во втором аппарате предусмотрели дополнительную защиту — карту памяти. Даже если сети нет, измерения сохраняются локально. Когда связь возвращается, данные синхронизируются с сервером. Таким образом, информация хранится в двух местах: на сервере и на самом приборе.
Защита данных
Оба контроллера работают с технологической информацией: состоянием оборудования и результатами измерений. Персональных данных физических лиц в них нет. Заказчики используют SIM-карты с выделенным APN, поэтому прибор получает внутренний IP-адрес, недоступный из публичного интернета. Чтобы подключиться к нему, нужно находиться в корпоративной сети. Во втором проекте данные передаются по протоколу MQTT с шифрованием TLS.
Независимые испытания по информационной безопасности пока не проводились. Алексей Клюшанов объясняет: сертификация и специализированные тесты будут актуальны после того, как аппаратная и программная конфигурация окончательно зафиксируются. Требования к защите критической информационной инфраструктуры зависят от категории конкретного объекта и правил эксплуатирующей организации.
Сферы применения
Принцип, лежащий в основе разработок, универсален. Магистрант отмечает, что дистанционный сбор данных можно применять не только в энергетике: в ЖКХ — для контроля насосных станций и тепловых пунктов; в сельском хозяйстве — для удаленного мониторинга систем полива и хранилищ; в экологии — для работы датчиков температуры, уровня воды и других измерительных приборов.
Система не привязана к Алтайскому краю. Если есть покрытие мобильной сети, контроллер будет передавать данные из любого региона. При промышленном внедрении понадобится адаптация под инфраструктуру конкретного заказчика, но технических ограничений для масштабирования нет.
Путь к серийному выпуску
Первый проект уже прошел тестирование, сейчас идет подготовка к серийному производству. Второй прибор находится на стадии прототипирования.
Алексей Клюшанов подчеркивает: обе разработки появились из практических задач бизнеса, а не из абстрактных университетских исследований. Университет занимается программной и аппаратной частями, а промышленный заказчик формулирует задачу. Сторонняя организация изготавливает только печатные платы — монтаж компонентов и все программное обеспечение команда делает сама.
Прямого интереса со стороны федеральных заказчиков или инвесторов пока нет. Главная задача сейчас — довести проекты до устойчиво работающих решений, провести испытания и получить практический результат. После этого можно будет говорить о более крупных внедрениях.
