Electrocasnicele si computerul

Bine ati revenit acasa. Sunt sistemul automat de monitorizare a locuintei dumneavoastra. In casa sunt 21 de grade Celsius. Am aprins lumina la bucatarie si la baie. Ascultati o muzica de Vivaldi si peste cateva minute va incepe serialul dumneavoastra preferat. Am inregistrat pe video stirile de la ora 13. Aveti patru apeluri telefonice, iar in frigider nu mai aveti lapte. Va doresc o seara placuta”. Dupa o zi de munca o astfel de primire nu poate fi de cat placuta. Este oare un scenariu suprarealist? Nu. Sunt unele din materializarile proiectelor referitoare la casa inteligenta a viitorului, desi inca suntem departe de realizarea lor pe scara larga.
Locuinta adaptiva a viitorului
Cum va arata casa viitorului? Evident, intesata de aparatura electrocasnica, telefoane, termostate, monitoare si sunet Dolby Digital provenit din pereti, toate legate la microprocesoare ce permit comunicarea intre ele si cu ocupantii locuintei. Masina de spalat poate „intreba” centrala termica daca temperatura apei este convenabila, proprietarii locuintei pot telefona si „instrui” de la distanta video-recorderul sa inregistreze o telenovela programata in timpul programului de lucru, televizorul poate selectiona acele stiri care sunt mai interesante pentru familie, combina audio isi poate diminua volumul cand suna telefonul, iar uscatorul de rufe poate anunta cu o voce placuta ca si-a terminat ciclul de uscare.
Costul hardware-ului nu este prohibitiv daca dispozitivele sunt produse de serie, iar comunicatia se realizeaza prin cablurile de alimentare cu energie electrica, sau prin transmisie wireless. Motivul real pentru care viziunea unei automatizari totale a locuintei viitorului pare greu de realizat este ca interfata cu utilizatorii trebuie sa fie cat mai prietenoasa, fara a necesita modificarea stilului de viata al familiei. Oamenii sunt in general intimidati chiar si atunci cand trebuie sa-si programeze propriul video-recorder, sau sa isi seteze termostatul de control termic la alte valori decat cele prestabilite.

Locuintele automate traditionale au in prezent o interfata prietenoasa, cum ar fi un display de tip touch-screen care afiseaza starea sau marimile de control din sistem, sau un dispozitiv de recunoastere
vocala.

Dar chiar si o interfata perfect conceputa (din punctul de vedere al unui utilizator al calculatorului) poate fi un impediment in acceptarea locuintei automate de catre persoanele care nu folosesc un calculator.

Aici intervine un nou concept: locuinta adaptiva.

O astfel de locuinta adaptiva ar trebui sa nu implice interactiuni speciale. Ocupantii unei locuinte adaptive ar trebui sa utilizeze ca si pana acum comutatoare, termostate, butoane de volum sau telecomenzi, similare cu cele cu care sunt in prezent obisnuiti. Insa aceste semnale trebuie monitorizate si utilizate ca semnale de „antrenare” a unui sistem auto-instruibil, pentru a-i indica modul de comportare in viitor.

Pe masura ce sistemul de automatizare a locuintei devine mai bine antrenat, acesta incepe sa anticipeze nevoile ocupantilor, setand aparatura si conditiile climaterice in consecinta si eliberandu-i de necesitatea controlului manual al mediului in care locuiesc.

De exemplu, sistemul ar putea mentine automat temperatura camerei la un nivel optim pentru un anumit tip de activitate, numarul si dorintele persoanelor din incaperi, sezon etc. De asemenea ar putea alege un model pentru iluminare in timpul pregatirii cinei si un altul pentru urmarirea unui film la televizor, ar putea sa porneasca televizorul in timpul cinei, sau sa porneasca o melodie clasica in clipele de relaxare.

Alex Pentland de la Media Lab, Massachusetts Institute of Technology - MIT, spune ca sistemul de automatizare trebuie sa recunoasca prezenta omului in incapere, sa interpreteze miscarile corpului si mimica, pentru a putea executa comenzile.

Intr-o locuinta moderna trebuie sa existe cel putin doua camere de luat vederi care analizeaza expresia fetei si starea de spirit a ocupantilor, pentru a actiona in consecinta. De asemenea ele vor fi amplasate pentru recunoasterea directiei in care ne deplasam - de exemplu printr-un hol intunecos, spre un garaj subteran sau in pivnita - pentru a ilumina drumul. In principiu, acest lucru este deja posibil cu tehnicile actuale: senzori de miscare cuplati la un control central al cladirii, cu aplicatiile existente.
Insa o casa a viitorului va contine, desigur, si aparatura electrocasnica de ultima generatie.
Masini de spalat inteligente
V-ati intrebat vreodata cum ar trebui sa arate o masina inteligenta de spalat rufe sau vase? Inginerii de la Maytag si Honeywell au facut-o si au pus bazele proiectarii unei astfel de masini.


Masina de spalat inglobeaza algoritmi fuzzy-logic de reglare si nenumarati senzori pentru obtinerea „albului cel mai pur”.

La baza constructiei sale stau un set de senzori speciali si un algoritm de reglare de tip fuzzy-logic care monitorizeaza continuu mediul de spalare si controleaza masina pentru a economisi timp, apa si energie, fara a compromite calitatea spalarii.
Cel mai important element al unei masini inteligente de spalat (vase sau rufe) il constituie senzorul de proces de spalare - Wash Process Sensor (WPS) -un senzor care integreaza patru functii de sesizare si monitorizare a turbiditatii, conductivitatii, temperaturii si rotatiei cuvei de spalare.

Turbiditatea este cel mai important parametru ce necesita monitorizarea, el fiind o masura a impuritatilor continute in solutia de spalare. Senzori de turbiditate se folosesc si in instalatiile de tratare a apei menajere, acestia fiind foarte precisi dar si foarte scumpi. Tehnologia de masurare a turbiditatii este bazata pe folosirea traductoarelor optice, care transmit un flux luminos prin lichidul testat, receptionat la celalalt capat de un senzor optic. Fotonii care traverseaza fluidul sunt fie reflectati de particulele de impuritati, fie receptionati in totalitate de senzor. Raportul dintre fluxul luminos transmis si cel receptionat reflecta gradul de turbiditate al mediului.

O alta marime critica a platformei WPS este indicatorul de conductivitate. Senzorul masoara conductivitatea apei si determina prezenta detergentului in solutia de spalare. O cantitate mare de
detergent produce o ionizare puternica a apei si, deci, o conductivitate crescuta.

Ultimele doua traductoare ale senzorului WPS sunt traductorul termic si cel magnetorezistiv. Primul masoara temperatura, ca variabila importanta privind eficacitatea curatirii si starea de uscare, al doilea monitorizeaza rotatia cuvei, viteza sa de rotatie sau posibila lui blocare, caz in care este initiata o alarma.
Pentru determinarea timpilor optimi de ciclu se folosesc si alti senzori externi cum ar fi: traductoare de monitorizare a timpului dintre incarcari, numarul de deschideri ale usii pentru a estima cantitatea de rufe sau vase introduse.

Pana acum, variabila de reglare pentru sarcina unei masini de spalat era timpul. Setand un ciclu fix de timp, se pierde inutil o mare parte de energie si apa, netinandu-se cont de cantitatea de reziduuri a rufelor sau vaselor, sau de cantitatea de detergent folosita. Rezultatele obtinute cu ajutorul unui Wash Process Sensor sunt: pana la 35% reducere a consumului de energie, 35% reducere a costurilor anuale de exploatare, 45% reducere a consumului de apa, 25% reducere in timpul de spalare.
Frigidere cu conexiune Internet
Inginerii firmei suedeze Electrolux au fost pusi in fata unei probleme „delicate”: unde ar trebui sa fie
localizat centrul de comunicatii al locuintei viitorului? In sufragerie, in fata televizorului? In holul de intrare, alaturi de telefon? In baie, langa ... masina de spalat?

Dupa o analiza aprofundata au gasit si raspunsul: „In frigiderul din bucatarie”, spune Ulrich Gartner de la Electrolux. Astfel ca inginerii au decis ca acest produs electrocasnic trebuie sa fie „mai destept” in mileniul acesta. Astfel ca, dotat cu un microprocesor si un touch-screen inglobat in usa, s-a nascut asa-numitul „Screenfridge”.
„Cu un Screenfridge vom putea accesa Internetul, trimite email-uri, cumpara produse on-line” ne asigura acelasi Ulrich Gartner. Frigiderul inteligent va deveni un semn al vremurilor moderne, asa cum multe alte aparate electrocasnice vor fi interconectate intr-o mare retea a vietii noastre cotidiene. Pe langa facilitatile oferite de un PC multimedia, „in Screenfridge vor trebui incluse o mini-camera video si un difuzor” explica in continuare Gartner. „Acest lucru va permite lasarea de mici mesaje video, la fel ca biletele lipite de usa sa, in zilele noastre”. Ar insemna ca puteti sa ascultati la frigider postul de radio preferat sau sa priviti la frigider emisiunea TV favorita, asta in timp ce gatiti si din cand in cand mai comandati prin Internet cate un zarzavat care va lipseste.
Desigur, frigiderul va fi cel care va va avertiza ca ouale din raftul de jos incep sa „faca pui”, pentru ca le-ati luat acum o luna, sau conservele se apropie de data expirarii. Daca nu mai aveti lapte, sau margarina (de exemplu) frigiderul va fi cel care va va reaminti, eventual va comanda automat cantitatea necesara furnizorului cel mai apropiat (sau cel mai ieftin, dupa dorinta). Electrolux nu este prima companie care a creat un frigider controlat de un computer. Philips, de exemplu, lucreaza la un produs similar, prezentat la targul de produse de consum din Milano. O alta companie germana lucreaza la un cuptor cu microunde computerizat. Acesta va putea sa „efectueze tranzactii bancare, plati chitante sau facturi, chiar din locul unde, adeseori, ele sunt adunate: din bucatarie” spune Klaus Korfmacher, inginer de productie la Philips.



Cuptorul cu microunde din imagine este dotat cu un monitor si este conectat la celelalte aparate electrocasnice chiar si la Internet.


Microprocesoare in aspiratoare
Primul aspirator inteligent de acest tip a fost realizat acum cativa ani in Japonia, la Matsushita Electric Industrial. Acesta isi modifica automat puterea de aspirare in functie de cantitatea de praf si tipul

Aspiratorul detecteaza tipul suprafetei, ajus- tandu-si automat puterea de aspirare.
suprafetei aspirate. Un senzor optic masoara praful care trece prin perie, in timp ce un regulator bazat pe logica fuzzy foloseste marimile de intrare masurate pentru a modifica turatia motorului.
„Inteligenta” acestui aspirator este furnizata de unitatea centrala, realizata cu un microprocesor care prelucreaza informatii in asa numita logica fuzzy. Acest tip de reglare este caracteristica sistemelor bazate pe cunostinte. Spre deosebire de sistemele booleene, in care variabilele oscileaza intre 1 si 0, on si off, tot si nimic, logica fuzzy lucreaza cu variabile intermediare, denumite valori lingvistice si sunt exprimate numeric in forma unor multimi fuzzy.
Logica aproximativa este convenabila atat pentru reprezentarea cunostintelor din punct de vedere calitativ, cat si ca mecanism pentru luarea deciziilor. Informatia, in general imprecisa, nu poate fi intotdeauna prelucrata in forma regulilor de tip „daca - atunci”, caracteristice logicii booleene.
Un exemplu de regula de reglare fuzzy ar putea fi sintetizat astfel: „daca se aspira foarte mult praf, iar suprafata aspirata este un covor de lana, atunci comanda motorului o putere mare de aspirare”. Tipul de suprafata este determinat din viteza cu care praful este eliberat. Ajustarea puterii previne si lipirea pipei de aspirare de obiectele aspirate. Terminarea curatirii este indicata de o lampa pe panoul de control care semnalizeaza ca fluxul prafului prin dreptul senzorului a ramas sub un nivel predeterminat.
Ce va urma...
Putem intrevedea numeroase tendinte in lumea aparatelor electrocasnice si a automatizarilor locuintei. Aceste tendinte implica exploatarea noilor tehnologii din domeniul senzorilor, regulatoarelor si hardware-ului. Senzorii, de exemplu, au fost intotdeauna principalul obstacol in imbunatatirea reglarii aparaturii electrocasnice. Dar aceasta situatie se modifica rapid, pe masura ce apar senzori mai ieftini. De exemplu, un senzor de presiune produs de Motorola costa mai putin de 5 dolari, iar performantele sale sunt excelente: raspunsul este liniar, histerezis minimal, are o gama larga de masurare. Puterea noilor senzori consta in faptul ca sesizarea si procesarea poate fi combinata in acelasi dispozitiv, reducand nivelul de procesare si solicitarile privind comunicarea cu procesorul.
Un alt exemplu este termometrul cu termostat incorporat, produs de Dallas Semiconductor. Dispozitivul masoara si converteste temperatura intr-o valoare digitala, putand transmite prin numai trei fire datele catre procesorul principal. Fiecare senzor poate fi calibrat independent pentru a se adapta la diferitele variabile ale sistemului.
Avansul tehnologic in domeniu se datoreaza si aparitiei memoriilor de tip flash. De mai multe decenii, sistemele digitale presupuneau inscrierea programelor de reglare in memoriile ROM, accesibile numai la citire. Orice modificare sau imbunatatire care ar fi putut surveni in sistem presupunea inlaturarea si inlocuirea cu o alta memorie a celei vechi. Cardurile de memorie flash au facut ca aparatul sa poata fi usor upgradat, chiar de catre posesorul sau, in propria locuinta.
Progresul inregistrat in controlul aparatelor electrocasnice a fost determinat de aparitia procesorului digital de semnal (DSP). Acesta poate prelucra foarte rapid semnalele provenite de la diferitele traductoare si genera marimi de comanda catre elementele de executie, totul la un pret de sub 10 dolari pe cip.
Aparatele electrocasnice, integrate in casa super-automatizata a viitorului, evolueaza permanent de la sisteme de reglare in bucla deschisa, fara senzori, la sisteme in bucla inchisa. Controlul, strategiile de reglare moderne, pretul descrescator al traductoarelor vor face, cu siguranta, trecerea completa de la aparatura electromecanica la masinile complet comandate electronic, cu un grad inalt de interactiune cu utilizatorul.
Deocamdata, aici, cu picioarele pe pamant si in apartamentele de bloc, depindem numai de „inteligenta” celor care ne furnizeaza, la preturi exorbitante, energie electrica si termica. Iar ei, managerii si directorii de regii, sunt cei care isi permit deja o casa computerizata. Situaia ramane inca sub „control”.


SISTEME AMR (AUTOMATIC METER
READING): PRELEVAREA AUTOMATA SI
PROCESAREA DATELOR. GESTIUNEA
PUTERII SI A ENERGIEI ELECTRICE

1. SISTEME DE TELEMASURARE,
TELEREGLARE SI TELECOMANDA

Sfarsitul epocii fericite a resurselor primare de energie, ieftine si Indestulatoare si inceputul angoaselor ecologice au influentat sensibil politica producerii si a consumului energiei electrice, impunând o deosebita atentie cresterii eficientei energetice, problema cu implicatii la nivel national.
Politica de dezvoltare a marii majoritati a companiilor furnizoare de electricitate din SUA si Europa de Vest este bazata, in ultima vreme, pe o noua viziune, referitoare la planificarea strategica, care presupune optimizarea functionarii ansamblului furnizor-consumatori in scopul cresterii eficientei energetice, pentru obtinerea celei mai judicioase utilizari a resurselor naturale, financiare, informationale. Companiile de electricitate aplică măsuri de modificare a comportamentului consumatorilor prin tehnici de marketing operaţional (tarifare, norme şi reglementări, finantarea unor investiâii de inlocuire a unor echipamente şi tehnologii pronunţat energointensive, stimulente directe de introducere a electrotehnologiilor şi a unor noi produse, a căror utilizare conduce la creşterea eficienţei energetice). Ansamblul acestor acţuni formează conceptul de management al energiei DSM (DEMAND SIDE MANAGEMENT).
Creşterea eficienţei energetice presupune însă necesitatea supravegherii permanente a activităţii de producere, transport, distribuţie şi consum al energiei electrice, prin sisteme de măsurare, telereglare şi telecomandă, care, corelat cu scopul urmărit, au funcţiii diverse şi grade de complexitate diferite.
Sistemele de telemăsurare, teleregrare şi telecomandă pot fi de tipul:

•AMR- Automatic Meter Reading - citirea automată a contoarelor de Ia distanşă sau direct prin intermediul calculatorului;
•LM - Load Management, destinate controlului sarciii în sistemele electroenergetice;
•DSM- Demand Side Management, destinate controlului consumurilor de energie electrică pe intervale de timp;
•EMS/SCADA- Energy Management Systems / Supervisory Control and Data Acquisition - sisteme complexe destinate conducerii şi supravegherii sistemelor de producere, transport şi distribuţie de energie electrică, care înglobează funcţiunile amintite, adăugând multe allele, cum ar fi: analiza reţelelor, grafice de activitate ale centralelor electrice, sisteme expert decizionale etc;
•SCADA-PLUS- comunicaţia cu operatorul permite realizarea unor
imagini grafice (Grafic Interactive Format- GIF), de reprezentare a amplasamentului geografic, la scară, al echipamentelor electroenergetice, crescând nivelul de integrare al datelor şi al fişierelor cu reţelele informatice proprii ale abonaţilor.
In fig.1 se prezintă un exemplu de integrare a sistemelor informatice pentru realizarea managementulul proceselor electroenergetice.
Implementarea unui sistem Infornatic integrat contribuie Ia rezolvarea rentabilä a următoarelor probleme:

• asigurarea continuităţii alimentării cu energie electrică a consumatorilor;
• exploatarea raţională a instalaţiior în condiţiile impuse de reparaţiile efectuate;
• managementul operativ prin dispecer al sistemului energetic;
• utilizarea raţională a energiei electrice pe baza urmăririi consumurilor energetice predeterminate;
• valorificarea surselor noi cu eficienţă maximă;
• proiectarea asistată de calculator a reţelelor, din punct de vedere electric şi din punct de vedere mecanic, precum şi supravegherea montajului până la faza de probe tehnologice;
• gestiunea energiei electrice;
• achiziţia, prelucrarea şi transmiterea datelor de Ia punctele de consum spre dispecer;
• protocolarea schemelor reale de funcţionare în regimuri normale, în cele de avarie şi în cele postavarie;
• calculul regimurilor economice de funcţionare.







Fig.1 - Integrarea sistemelor informatice





Fig.2 – Funcţiuni interdepartamentale


Principalele module ale sistemului informatic trebuie să urmărească (Fig.2) :
• abordarea studiilor de dezvoltare a structurii tehnologico- funcţionale a sistemului energetic;
• elaborarea proiectelor de concepere - realizare a obiectivelor şi punerea lor în funcţiune;
• managementul energiei;
• urmărirea cantitativă şi calitativä a energiei preluate de consumatori;
• afişarea pe ecran a schemelor tebnologice curente şi previzionale şi protocolarea, la cerere, a consumurilor energetice.

Un sistem informatic eficient trebuie să dispunä de baze de date organizate pe fişiere (şi probleme) şi de o bibliotecă de programe, care să ofere:

• soluţii variate de identificare, simulare, optimizare, care se obţin cu ajutorul modulelor inteligente;
• un grad înalt de prelucrare şi actualizarea informţiilor din sistem, cu scopul creşterii eficienţei proiectelor elaborate;
• interfeţe inteligente peniru implementarea şi dezvoltarea dialogului om- calculator-proces;
• tehnici pentru asigurarea comunicării interactive.

Managementul operativ prin intermediul sistemelor informatizate permite:
• supravegherea on-line a funcţonării sistemului energetic prin urmărirea şi păstrarea constantă la valori nominale ale tensiunii şi frecvenţei, evidenţierea indisponibilităţilor şi a extinderilor posibile, urmărirea stărilor şi a regimului de funcţionare a protecţiei şi automatizărilor;
• analiza configuraţiei de funcţionare prin aplicarea programelor de retragere din exploatare a elementelor perturbatoare;
• executarea, Ia timp şi corect, a manevrelor;
• optimizarea schemelor de funcţionare în regim normal, Ia avarie şi postavarie;
• urmărirea deconectărilor prin descărcarea automată a sarcinii (DAS);
• urmărirea încărcărilor pe linii şi staţii, în vederea optimizării consumului propriu tehnologic;
• realizarea comunicaţiilor, pe scară ierahică, până Ia dispecerul central, în vederea urmăririi fluxirilor de date, a informaţiilor prelucrate, a deciziilor şi a acţiunilor;
• controlul cantităţii şi al calităţii energiei preluate de consumatori, constituirea băncilor de date pentru regimul optim de funcţionare a sistemului energetic;
• controlul modului de utilizare a energiei şi îmbunătăţirea nivelului de consum energetic, pe categorii de receptoare, în vederea măririi duratelor eficiente de funcţionare şi a micşorării duratelor de avarie, respectiv de întreruperi accidentale;
• exploatarea profilactică a instalaţiilor prin impulsionarea modernizării întregului sistem energetic.

2. SISTEME AMR (AUTOMATIC METER READING)

2.1. FUNCŢII ŞI ELEMENTE COMPONENTE ALE
SISTEMELOR AMR

Sistemele AMR, dezvoltate independent sau ca o componentă a sisternelor coniplexe EMS/SCADA (Energy Management System / Supervisory Control and Data Acquisition, au ca obiectiv prelevarea automată de date (citirea contoarelor) şi procesarea informaţiilor, în vederea gestiunii operative a energiei electrice.
Funcţiile esenţiale îndeplinite de sistemele AMR sunt:
• achiziţia de date de la contoarele electronice, utilizând procesarea digitală a semnalelor şi tehnica modernă de calcul;
• analize periodice ale caracteristicilor consumului;
• calcularea şi emiterea facturilor de plată în relaţia furnizor- beneficiari;
• avertizarea operativă a neîncadrării în caracteristica de consum impusă.

Un sistem AMR comportă următoarele elemente:
a) Elementul central - constituie creierul întregului sistem şi poate fi un centru de calcul, care cuprinde calculatoare In funcţiune şi în rezervă caldă (calculatoare compatibile IBM - PC, mainframe-uri sau reţele complexe integrând tipuri diferite de calculatoare). Calculatoarele sunt prevăzute cu un set complet de terminale pentru organizarea bazei de date, a prelucrării rezultatelor şi a altor operaţii aferente, cum ar fi, de exemplu, emiterea facturilor de plată a energiei.
b) Mediul de comutaţie pentru teIemăsurare - reprezintă suportul de vehiculare a informaţiilor în sistem şi poate de tipul:
- radiocmunicaţie;
- circuite telefonice;
- circuite fizice;
- reţeaua de alimentare - PLC (Power Line Carrier);
- fibre optice.
Pentru sistemele de telemăsurare a consumului, transmisia datelor prin telefonie a devenit o soluţie atractivă, odată cu dezvoltarea şi modernizarea telefoniei în general. S-au dezvoltat, in principal, trei tipuri de sisteme:
- sisteme cu linii închiriate;
- sisteme cu apelare;
- sisteme cu telefoane casnice.

Sistemele cu linii închiriate presupun o permanentă legătură prin telefonie.
0 astfel de legătură poate constitui a parte din magistrala sistemului, conectată cu elementul central.

Sistemele cu avelare folosesc metoda interogării elementelor terminale de către elementul central. În acest scop, se pot folosi linii telefonice dedicate sau linii telefonice cam deservesc şi alti abonaţi. În ultimul caz, elementul final nu trebule să interfereze cu abonatul gazdä. În acest scop, echipamentul centralei telefonice se modilică, astfel încât să se recunoască apelul emis de la calculatorul central.
Prin urmare, la postul telefonic apelat, se transmte un semnal special care anulează tensiunea soneriei. Telefonul apelat nu va suna, dar echipamentul final va recunoaşte apelul şi va transmite datele memorate.

Sistemele cu telefoane casnice folosesc pentnu comunicaţiile de date, telefoanele standard. Dacă se foloseşte linia ce deserveşte un abonat existent, echipamentul terminal se conectează în derivaţie Ia postul telefonic principal, cu prioritate pentru telefonul gazdă. Echipamentul terminal apelează calculatorul central, după un orar prestabilit. Calculatorul central recepţionează datele şi transmite, Ia rândul său momentul de timp pentru un nou apel.
In cazul unor consumatori dispersaţi în spaţiu şi cu un consum de energie relativ mic, soluţia cea mai atractivă şi cea mai utilizată o reprezintă folosirea liniei de transport a energiei şi ca suport pentru vehicularea informaţiilor. In cadrul transmisiei semnalelor prin reţeaua de alimentare,
s-au dezvoltat mai multe tehnici de injecţie a semnalelor în reţea:
• tehnica ciclocontrolulul sau transmisia în bandă largă;
• tehnica injecţiei unei frecvenţe fixe sau transmisia în bandă
îngustă cu variantele:
- folosirea unei frecvenţe de (100.. .200) Hz;
- folosirea unei frecvenţe înalte, între 12 şi 13 kHz.
Soluţia modernă a utilizării fibrelor optice prezintă următoarele avantaje:
- debit informaţional mare;
- atenuare mică cu distanţa (0,2 dB/Km);
- greutate şi consum redus de materiale;
- componenta de bază- siliciu- nu este deficitară;
- imunitate totală la perturbaţii electromagnetice;
- cost rezonabil ( 10.000 USD/ Km) pentru 8 conexiuni

Activitatea specifica Capabilitatea mediilor de comunicatie
Cablu coaxial
Fibra oprica Radio Perechi conductoare torsadate Curenti purtatori pe linii JT
F
U
R
N
I
Z
O
R Citire automata a contoarelor **** **** **** ****
Baze de date & activitate de management **** ** ** *
Transmiterea documentelor **** * ** -
Transfer de date la distanta ** **** ** -
Teleconducerea retelei **** **** ** **
Analiza/ inlaturarea deranjmentelor ** **** ** **
Facilitati avansate pt dispeceri **** **** **** *
Videoconferinte **** - * -

C
O
N
S
U
M
A
T
O
R
Totalizarea consumului **** **** **** **
Managementul consumului **** **** ** *
Informatii energetice pe TV **** - * -
Utilizarea efiecienta a energiei **** **** **** **
Servicii interactive **** * ** *
Pret al energiei in timp real **** ** ** **
Servicii netraditionale **** ** ** *
Monitorizarea calitatii energiei **** **** ** **
Integrarea serviciilor **** * ** -
Plata electronica a facturilor **** ** ** **
Servicii utilitare **** **** **** ****
Total (maxim 76) 72 51 46 27

În tabelul 1 se prezintă o serie de date care reflectă stadiul la nivelul anului 1996 al aplicaţiilor concrete ale deferitelor medii de comunicaţii.
c) Echipamentul primar de prelevare a datelor si de masurare poate fi de tipul:
- elemente de transmitere a unor impulsuri proportionale cu puterea, asociate contoarelor clasice;
-sumatoare digitale, microcalculatoare capabile sa prelucreze, pe mai multe canale, impulsurile primite de la contoarele clasice, sa efectueze calcule asupra sumelor partiale programate, sa memoreze curbe de sarcina, sa comunice echipamentelor de la punctele centrale datele prelucrate;
- contoare electronice din gama ABB (contoarele elctronice A1R, A1R-L, A1R-AL, SCHLUMBERGER (sumatoarele digitale METS, contaorele INDIGO si SPECTRA), LANDIS & GYR etc., contoare inteligente, practic microcalculatoare capabile să efectueze, pe lângă simpla gestiune de energie şi putere, calcule complexe, vizând indicatori de calitate a produsului “electricitate”, sisteme de contorizare cu plata anticipată (prepayment system).




Conexiunile cu punctele de măsurare ale elementului central, in cadrul unui sistem AMR, pot fi de tipul:

- off-line (datele sunt aduse de personalul uman, fie pe suport de hârtie, fie utilizând handheld-uri – echipamente computerizate destinate colectării de date în teren);
- on-line request (legătura la cerere) (echipamentul de calcul răspunde la apeluri iniţiate de personalul de la punctul central pentru efectuarea conexiunilor cu abonaţii sau invers, la ore şi date prestabilite, echipamentele finale iau legătura cu punctul central);
- timp real (între calculatorul de la punctul central şi elementele finale se face un permanent schimb informaţional).

Caracteristicile unui sistem AMR, în cazul general, sunt:

a) definirea flexibilă a consumatorilor, a staţiilor şi a liniilor urmarite, cu toţi parametrii definitori ai punctului de măsurare şi în orice configuraţie imaginabilă, definirea tarifelor şi a secvenţelor de comutare a acestora;
b) posibilitatea de colectare on-line a datelor (prin echipamente radio, modem, conexiune directă) sau off-line a datelor(fişiere preluate cu softuri specializate, copiate si prelucrate in directoarele aplicaţiei);
c) efectuarea prelucrarilor şi colectarea informaţiilor din staţii prin activarea de procese paralele, deci multitasking;
d) efectuarea de analize şi sinteze financiare sau energetice, pe diferite intervale in orice regim de tarifare ales;
e) eleborarea de module destinate expertizelor energetice (simulari de tarife, calcule de pierderi energetice, interpolări destinate curbei de sarcină totalizatoare pe FRE).
Evident, cu cât standardul tehnologic de realizare a echipamentelor de prelucrări de date este mai ridicat, in prezenţa unor tehnici performante de comunicaţie, si analizele afectuate de sistemele AMR sunt mai complexe.

Sisteme AMR pentru consumatorii casnici

Un prim exemplu il prezintă sistemul AMR reprezentat în fig. 3, în care se remarcă, în primul rând, utilizarea unui contor electronic programabil, capabil să asigure funcţiile de măsurare şi de facturare, pe baza tarifelor şi a fiecărui palier corespunzător unui anumit tarif de putere, introduse în elementele sale de memorie.
Acest aparat se distinge printr-o interfaţa sofisticată de comunicaţie, care asigura funcţii de telemăsurare, teletransmitere şi teleinformare a abonatului. La dispoziţia abonatului se află:


Figura 3-Interfeţe de comunicaţie pentru un contor electronic programabil

- o legătură informaţională,furnizând ciclic date referiotare la facturare,adaptabilă la un calculator personal sau la un automat de gestiune;
- două contacte programabile,permiţând obţinerea unor informaţii tarifare;
-un contact de preaviz,in cazul depăşirii puterii contractate;
-posibilitatea de teletransmisie a datelor prin intermediul unei linii telefonice.
Prin intermediul unor cuploare , se poate conecta şi un echipament computerizat portabil( handheld).

În fig. 4 se prezintă un sistem AMR realizat în Franţa, numit EURIDIS,având ca elemente esenţiale:
- un “senzor” de energie electrică(conotor);
- un filtru de telecomandă centralizată;



Fig.4-Sistem AMR cu microprocesor de prelucrare a informaţiei



- un modul central de procesare (Module Central de Traitement –MCT) cu microprocesor.

Modulul central de procesare a informaţiei,MCT-ul,poate avea opţiuni de tarifare foarte variate;prin telecomanda întreruptorului de conectare, se poate întrerupe alimentare cu tensiune a abonatului, în cazul depăşirii unei anumite puteri limite prestabile. Telemăsurarea se realizează folosind transmisia de date prin linii de tip telefonic, supravegheate în permanenţă contra tentativelor de fraudă.
Interfaţa cu abonatul permite afişarea datelor pe un ecran cu cristale lichide; în orice moment, informaţia este direct accesibilă abonatului şi acesta are posibiliatea să decidă asupra receptoarelor pe care să le menţină în funcţiune,fără a fi afectat gradul său de confort.
Interfaţa cu furnizorul se realizează printr-o magistrală constituită dintr-o linie bifilară de tip telefonic,pe care se instalează un cuplor magnetic într-un punct accessibil, situat în exteriorul blocului de locuinţe,unde se află montate, pe fiecare palier,contoarele.

În fig. 5, se reprezintă un sistem AMR, la care lanţul de măsurare şi transmisie conţine;
- contoare electronice de tip TRIMARAN (Totalisateur ÉlectRonique Indicateur de Maxima de DepAssements à Relevé Automatique par téléphoNe- totalizator electronic indicator de maxim şi de depăşiri cu citire automată prin telefon),care echipează abonaţii.Fiecare contor include un modem cu răspuns automat conectat la o reţea telefonică şi având un număr propriu de apelare.
- un sistem central de teleprelucrare a informaţiei constituit în jurul unui minicalculator , cuplat la un echipament de apel automat EAA şi la un modem.
Contorul electronic de tip TRIMARAN foloseşte tehnologie electronică atât pentru “senzorii” de putere activă , cât şi pentru funcţiile de procesare (microprocesoare CMOS ), afişaj (cristale lichide) şi teletransmisie.



Fig.5. Sistem AMR cu contoare tip TRIMARAN

Sistemul central de prelevare a informaţiei este alcătuit dintr-un minicalculator cu 256 kocteţi de memorie centrală, o consolă, o imprimantă, şi o unitate de discuri, reprezentând un bloc de memorie, asociate unui echipament de apel automat şi unui modem.
Minicalculatorul are ca funcţie esenţială controlul achiziţiei şi stocării datelor contoarelor. El gestionează un fişier de abonaţi conţinând,între altele, numere de apel ale contoarelor.Existenţa minicalculatorului este justificată prin numărul contoarelor şi volumul mare de informaţii de stocat şi/sau prelucrat.



Citirea unui contor comportă operaţiile următoare:
- căutarea numărului de apel în fişierul abonaţilor;
- transmiterea acestui număr echipamentului de apel automat, EAA;
- achiziţia şi stocarea datelor de la contoare, sau transmiterea de parametri sau de mesaje;
- intreruperea legăturii de comunicaţie.
Aceste operaţii pot fi declanşate la iniţiativa unui operator, pentru a fi interogat un anumit contor sau se desfăşoară automat, in cadrul unei secvenţe sistematice de prelevare a informaţiilor din punctele de măsurare.
În cazul inaccesibilităţii contoarelor, o soluţie utilizata este suprapunerea unui semnal de frecvenţă înaltă cu tensiunea reţelei; astfel, reţeaua de alimentare serveşte in acest procedeu, denumit tehnica curenţilor purtători, şi ca suport informaţional.
În fig. 6, se prezintă sinoptica sistemului, folosind ca suport informaţional, reţeaua de alimentare.
Un echipament, denumit concentrator, este conectat la reţeaua de joasă tensiune, intr-un post public de distribuiţie. Dialogul cu contoarele aferente acestui post se poartă prin intermediul concentratorului. Dupa ce a achiziţionat datele de la contoare, concentratorul le pastrează in memoria sa, pentru a permite o ulterioară lectură, fie manuală, fie automată, printr-o simplă linie telefonică.
Soluţia descrisă se poate adapta la toate topologiile de reţele şi la toate tipurile de locuinţe. După ce a fost experimentată numai pentru citirea conroarelor, această legatură intre furnizor şi abonat poate fi extinsă şi la îndeplinirea altor funcţii, ca, spre exemplu:
- gestiunea sarcinii;
- programarea contoarelor;
- gestiunea şi supravegherea retelelor si a lucrărilor de joasă tensiune;
- detecţia fraudelor etc;.



Fig. 6 – sistem AMR folosind tehnica curenţilor purtători.
O serie de aplicatii dezvoltate in ultima vreme în România utilizează contoare ABB tip ALPHA si sumatoare Schlumberger Ganz pentru consumatori industriali.