Содержание:
ВВЕДЕНИЕ                                                                                                   2

1. ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КИСЛОВОДСКОЙ ТЭЦ              6

1.1. Общая характеристика предприятия                                                            6

1.2. Структура предприятия                                                                                7

1.2.1. Структура и функции технического отдела                                         8

1.2.2. Структура и функции административного отдела                               9

1.3. Система теплоснабжения КТЭЦ                                                                  10

1.4. Договор между КТЭЦ и потребителями                                                     13

1.5. Система сбыта на ТЭЦ                                                                                 15

1.5.1. Функции и задачи производственно-технического отдела                  16

1.5.2. Функции и задачи отдела сбыта                                                           18

1.5.3. Функции и задачи бухгалтерии                                                             19

1.6. Определение объёмов потребления тепла                                                   20

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ                                                        22

2.1. Определение количества потребляемого тепла на основе

приборов учета                                                                                                   22

2.2. Расчет объёмов потребления тепла на отопление                                       22

2.3. Расчет количества тепла на вентиляцию                                                      24

5. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВОННОЙ СИСТЕМЫ

 УЧЕТА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛА                                                        26

3.1. Формулирование требований к системе                                                      26

3.2. Построение дерева функций системы                                                          26

3.3. Построение структурной схемы системы                                                    30

3.4. Построение структуры базы данных                                                           35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                          41

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ                                      42

ПРИЛОЖЕНИЯ                                                                                         44




Введение
Цель автоматизации объектов городских систем теплоснабжения – повышение их надежности экономичности безопасности производителя, комфортности и экономичности у потребителя путем более строго соблюдения оптимальных режимов производства, распределение, транспортирование и потребление тепла с непрерывным и своевременным учетом изменяющихся внешних условий [1].

При наличии общих принципов построения систем автоматизации управления существуют специфические особенности присуще системам конкретных объектов.

Задачи управления можно классифицировать по виду основных функций и технологической привязке. По функциям выделяются две группы управления:

-     - контроль и учет;

-     - автоматическое управление.

Контроль представляет собой сбор информации о значениях параметров процессов теплоснабжения для дальнейшего использование при учете и регулирование. Учет позволяет организовать оплату энергоносителей по фактическим, а не расчетным затратам, а также оценить эффективность различных мероприятий в общем комплексе решения задач энергосбережения. При этом преимущественное значение имеет контроль расходов топлива, теплоносителя и тепла.

Автоматическое управление обеспечивает пуск и останов технологического оборудования, строгое соблюдение технологического режима при производстве, распределений транспортировании тепла, что повышает производительность, экономичность, надежность и срок службы оборудования, а также комфортное условие и экономию тепла у потребителя при изменяющихся погодных условиях и в зависимости от времени суток и дня недели [2].

Автоматизированные системы управления (АСУ) создаются для конкретных объектов, но на основе соответствующих апробированных типовых решений. Комплекс АСУ отдельными системами теплоснабжения города в совокупности обеспечивает оптимальный режим работы всей системы.

В общем случае система теплоснабжения состоит из основных элементов, выполняющих следующие функции: производство, распределение, транспортирование и потребление тепла [1].

Действующие сейчас системы управления городским теплоснабжением не удовлетворяют требованиям эксплуатации, не учитывают прогрессивных требований и перспективных изменений, вызванных переходом на рыночные механизмы экономики при управлении товарным теплом и его производстве.

В настоящее время, как в России, так и в других странах решается задача автоматизации систем теплоснабжения городов. В рамках этой задачи разрабатываются и внедряются автоматизированные системы управления, решающие задачи управления процессами производства и транспортирования энергии, а также системы контроля и учета потребления тепла на основе технологического контроля и коммерческого учета. В России проблеме разработки АСУ городского теплоснабжения посвящены научные работы многих ученых и инженеров: Л. М. Шальмана, Л. М. Зайденберг, Л.А.Барский, В. П. Говорко, А.М. Гельфанд, Д.В. Тарасов, Ю.А. Зацепин.

Одной из актуальных задач автоматизации предприятий тепловой энергетики является задача учета и контроля разнообразной информации о потребителях тепла, её обработка и получения на основе этой обработки информации о текущем экономическом положении предприятия энергетики. Подобная информация необходима для оперативного управления компанией. Сложность этой задачи состоит в том, что при учёте и контроле потреблённого тепла необходимо учитывать множество разнообразных факторов связанных как с конечными потребителями, так и с режимами потребления.

Методы и алгоритмы расчёта количества потребленного тепла хорошо изучены и формализованы, и регламентируются соответствующими нормативными документами ответственных государственных структур. Однако эти расчеты очень сложны и рутины и  требуют затрат большого числа человеко-часов. Так как потребность в таких расчетах на предприятиях тепловой энергетики возникает регулярно целесообразно разработать систему способную решать задачи контроля и расчета потребления тепла, а также расчета и контроля оплаты за поставленное тепло. Необходимость создания подобной системы определяет актуальность этой работы.

Основными задачами создаваемой системы являются:

-       Своевременное автоматическое обеспечение персонала всех уровней управления достоверной объективной информацией, необходимой и доступной для принятия решения по оперативному управлению объектами теплоснабжения;

-       Расчет количества тепла необходимого каждому потребителю для удовлетворения всех его хозяйственных нужд;

-       Контроль количества тепла реально потреблённого потребителем;

-       Оперативное планирование теплоснабжения на основании суточных и недельных заказов потребителей;

-       Расчет оплаты за поставки тепла и прочие услуги;

-       Автоматическую выработку рекомендаций по управлению теплоснабжением на основе математического моделирования;

-       Учет выплат потребителей по выписанным счетам и начисление пени на должников;

-       Документирование, хранение и оперативное представление управляющему персоналу технологической информации.

Максимальный экономический эффект только при комплексной автоматизации системы теплоснабжения, включая все ее компоненты [3].

К функциям разрабатываемой системы относятся: сборы первичной обработки входной информации, предоставление информации пользователю, архивация, хранение ретроспективной и нормативно-справочной информации, расчеты и анализ технико-экономических показателей.

Целью представленной бакалаврской работы является разработка и создание автоматизированной системы обработки информации и управления (АСОИ и У) для учета потребления тепла абонентами Кисловодской ТЭЦ.

В первом разделе этой работы подробно описаны система городского теплоснабжения и технологический процесс, приведена и описана структурная организация Кисловодской ТЭЦ, описаны функции и задачи подразделений ТЭЦ и их взаимодействие в рамках решения задачи учета потребления тепловой энергии.

Во втором разделе изложены математическая модель, применяемая при расчете потребления тепловой энергии абонентами.

Третий раздел посвящён непосредственно решению задачи проектирования системы учета. В этом разделе приведено описание дерева функций структурная схема проектируемой информационной системы.

Заключение содержит выводы по выполненной работе.


1. ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КИСЛОВОДСКОЙ ТЭЦ
1.1. Общая характеристика предприятия
Кисловодская ТЭЦ входит в состав местной энергетической компании – АО «Ставропольэнерго», которая в свою очередь является региональным подразделением РАО «ЕЭС России». Все выше стоящие управляющие структуры нуждаются в регулярных отчетах об экономическом состоянии своего подразделения.

В коммерческой деятельности Кисловодской  ТЭЦ можно выделить следующие составляющие:

1.     Снабжение потребителей тепловой энергией для отопления и вентиляции зданий и сооружений.

2.     Подогрев воды для снабжения потребителей горячей водой.

3.     Выработка электроэнергии.

4.     Продажа воды потребителям.

Особенность Кисловодской ТЭЦ состоят в том, что основным видом деятельности является выработка тепловой энергии, а выработка электричества – побочным (обычно наоборот). Так как основным продуктом является тепло, работа ТЭЦ носит сезонный характер – пик нагрузки приходится на зимнее время, в то время как летом значительные мощности ТЭЦ простаивают.

Электроэнергия после выработки передаётся напрямую сеть «Ставропольэнерго» и КТЭЦ в её распределении не участвует. Задача снабжения потребителей теплом лежит на самой ТЭЦ. Для эффективного её решения необходимо вести постоянный учет потребителей. Основная сложность состоит в том, что необходимо хранить и обрабатывать огромное количество служебной информации на каждого потребителя. Результаты  этой обработки непосредственно влияют на размер оплаты за потребленную тепловую энергию, которую ТЭЦ выставляет потребителям в своих счетах.

1.2. Структура предприятия
Административная организация предприятия имеет иерархическую структуру (рис. 1.1), которую условно можно разделить на два подразделения:

1.                технический отдел ТЭЦ;

2.                администрация ТЭЦ;
 

Рис. 1.1. Административная структура Кисловодской ТЭЦ.
Во главе предприятия стоит директор Кисловодской ТЭЦ (КТЭЦ). Ему подчинены два его заместителя, которые являются также главами двух основных подразделений ТЭЦ – технического отдела (Главный инженер) и административного (заместитель директора). Главный инженер является первым заместителем директора ТЭЦ.
1.2.1. Структура и функции технического отдела
Технический отдел решает задачу непосредственного производства и распределения тепла между потребителями, т.е. выполняет основную задачу предприятия – производство и распространение продукта. В функции технического отдела входит [3]:

-       эксплуатация и обслуживание теплового оборудования (паровых котлов, теплопроводов);

-       эксплуатация и обслуживание электрооборудования (электрогенераторов, трансформаторов, электрических сетей и т.п.);

-       производство теплоносителя (сетевой воды);

-       контроль над распределением теплоэнергии;

-       эксплуатация и обслуживание контрольно-измерительных приборов;

-       эксплуатация и обслуживание сетей связи и средств АСУ;

В соответствии с выполняемыми функциями техническое подразделение ТЭЦ само делится на следующие отделы:

1.     Теплосиловой участок – непосредственно занимается производством тепловой и электрической энергии, управляет работой котлов и парогенераторов.

2.     Участок по эксплуатации и ремонту электрооборудования. Выполняет функции обслуживания собственной электрической сети ТЭЦ, монтажу и ремонту электрооборудования.

3.           Служба тепловых сетей. Занимается эксплуатацией, ремонтом и обслуживанием тепловых сетей и другого теплового оборудования, находящегося на балансе ТЭЦ.

4.           Отдел химической водоочистки. В процессе движения теплоносителя по системе теплопроводов происходят неизбежные утечки сетевой воды или пара из трубопроводов. Эти потери необходимо восполнять. Эту функцию выполняет отдел химической водоочистки.

5.           Производственно-технический отдел определяет проводит на электростанции единой технической политики, обеспечивающей совершенствование технологического процесса с целью повышения экономичности и надежности работы оборудования станции [3].

6.           Участок контрольно-измерительных приборов. Занимается монтажом, ремонтом и обслуживанием измерительной аппаратуры (датчики, измерители температуры, давления, скорости движения пара).

7.           Отдел охраны труда и техники безопасности. В функции отдела входит надзор за соблюдением мер техники безопасности при проведении работ, проведение мер профилактики несчастных случаев.

8.           Отдел АСУ и связи. Решает вопросы автоматизации производства, монтаж и обслуживания систем телекоммуникаций (локальных компьютерных сетей, собственной телефонной сети), обслуживанием вычислительной техники (настройка рабочих мест пользователей, установка и настройка программного обеспечения, разработка и внедрение новых информационных систем, администрирование сервера баз данных).
1.2.2. Структура и функции административного отдела
Административное подразделение ТЭЦ решает сопровождающие задачи производства. Как и технический, административный отдел разделен на структурные подразделения:

1.           Бухгалтерия. Контролирует все финансовые операции на предприятии. Бухгалтерия выписывает счета-фактуры потребителям, следит за текущим состоянием баланса открытых счетов, регистрирует все закупки оборудования и расходных материалов.

2.           Отдел сбыта. Занимается непосредственной работой с потребителями: ведет переписку с потребителями; ведет досье на каждого потребителя; составляет и заключает договора с потребителями; следит за соблюдением потребителями условий договора и т. д.

3.           Планово-экономический отдел. Решает задачи экономической оценки состояния предприятия и разрабатывает рекомендации руководству по управлению предприятием;

4.           Отдел кадров. Выполняет функции учета персонала ТЭЦ.

5.           Транспортный отдел. В функции отдела входит обслуживание грузового и легкового транспорта, необходимого для нужд ТЭЦ.

6.           Группа материально-технического снабжения решает задачи обеспечения подразделений ТЭЦ запасными частями и исходными материалами.

7.           Служба безопасности обеспечивает пропускной режим и охрану территории ТЭЦ от несанкционированного вторжения посторонних лиц.

В рамках решаемой задачи нас интересует только отделы имеющие связь непосредственно с потребителями. Подробнее функционирование системы сбыта, описано в следующем подразделе.
1.3. Система теплоснабжения КТЭЦ
Передача тепла от производителя до потребителя производиться реализуется путем транспортировки подогретого теплоносителя через сеть трубопроводов от производителя до потребителя. При этом следует отметить, что собственный теплоноситель ТЭЦ не передается потребителю (см. рис. 1.2.).



Рис. 1.2. Процесс передачи тепла от производителя потребителю.
В качестве теплоносителя используется специальная химически очищенная сетевая вода, либо пар, также прошедший предварительное умягчение. Теплоноситель (горячая вода или пар) движется по замкнутому контуру. Это движение начинается от котельной по теплопроводу до потребителя, где через специальные устройства – скоростники – происходит передача тепла от теплоносителя из котельных к собственному теплоносителю потребителя (обычная водопроводная вода в системе отопления). После чего теплоноситель охлажденным возвращается на котельную, где вновь нагревается до необходимой температуры и вновь отпускается потребителю для нового цикла обогрева [2].

Тип теплоносителя выбирается по желанию потребителя и оговаривается в договоре. Сетевая вода является основным теплоносителем и распространяется между потребителями по системе трубопроводов. Система трубопроводов соединяет котельные и тепловые пункты. Потребители жестко привязаны к своим тепловым пунктам. Возможны ситуации, когда объекты, принадлежащие одному потребителю, питаются от разных тепловых пунктов. А также возможно, что разные потребители питаются от одного теплового пункта. Через систему вентилей тепловые пункты можно переключать на разных производителей тепловой энергии. В состав ТЭЦ входит несколько производителей тепловой энергии: собственно ТЭЦ и несколько котельных. Пар доставляется до потребителей по собственным паропроводам.

Также Кисловодская ТЭЦ производит подогрев водопроводной воды для горячего водоснабжения потребителей. При этом Кисловодская ТЭЦ получает деньги только за обогрев воды, а собственную цену воды забирает водоснабжающая организация.

Каждый потребитель это юридическое лицо, с которым ТЭЦ заключило договор о поставках тепловой энергии. Технически ТЭЦ работает не непосредственно с потребителями [1], а с объектами, принадлежащими этим потребителям (рис. 1.3). Проектируемая информационная система должна иметь в своём составе базу данных содержащую сведения обо всех объектах, которые обслуживает ТЭЦ.



Рис. 1.3 Связь ТЭЦ с объектами потребителей.
Все объекты, обслуживаемые ТЭЦ связаны с ней сетью теплопроводов, по которым передаётся теплоноситель (горячая вода, пар). Непосредственно передача теплоэнергии потребителю производиться на тепловых пунктах, где, через специальные устройства, происходит передача тепла от теплоносителя принадлежащего ТЭЦ собственному теплоносителю потребителя. Тепловые пункты также определяются, как точки раздела балансовой принадлежности, т. е. в этих точках заканчиваются трубопроводы, принадлежащие ТЭЦ [2]. Кроме этого важно отметить, возможность следующих ситуаций:

-    к одному тепловому пункту может быть подключено несколько объектов;

-    объекты, подключённые к одному тепловому пункту, могут принадлежать разным потребителям;

-    объекты, принадлежащие одному потребителю, могут быть  подключены к разным тепловым пунктам;

Таким образом, каждый объект, обслуживаемый ТЭЦ, является отдельным потребителем тепла, о каждом из которых необходимо иметь информацию.

К информации об объектах следует отнести следующие данные:

-    сам объект (название);

-    адрес объекта;

-    потребитель, которому принадлежит объект;

-    назначение объекта;

-    принадлежность к тепловому пункту (постоянна);

-    поставщик тепловой энергии (может меняться);

-    режимы снабжения тепловой энергией и ГВС (объемы, график поставок);

-    технические параметры здания (берётся из проектной документации здания);

По желанию потребителя любой его объект может быть отключён от теплоснабжения (например, при консервации объекта).

Общее количество тепла полученного потребителем за определённый период времени определиться как сумма количеств тепловой энергии потреблённых всеми объектами этого потребителя.

3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВОННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛА
3.1. Формулирование требований к системе
Проектируемая информационная система должна поддерживать распределенный ввод-вывод данных и централизованную обработку, хранение данных. Для этого проектируемая информационная должна быть выполнена на базе локальной вычислительной сети (рис. 3.1.).



Рис. 3.1. Локальная вычислительная сеть.
Локальная вычислительная сеть обработки данных должна соединять пользовательские терминалы с сервером сети, в котором будет происходить централизованная обработка и хранение данных введенных в систему пользователями со своих рабочих мест. Результаты этой обработки должны быть доступны персоналу и руководству ТЭЦ. Также, для того чтобы облегчить получение информации из базы данных управляющим структурам ОАО «СтавропольЭнерго» целесообразно реализовать возможность удаленного доступа к серверу базы данных. Для этого необходимо оснастить систему модемом для выхода в телефонную сеть. Пользовательские терминалы следует оснастить средствами для распечатки отчетов.

Программное обеспечение пользовательских терминалов должно составлять:

1. Операционная система MS Windows 95/NT4.0 и старше.

2. Программа-клиент СУБД.

3. Текстовый процессор MS Word 97.

4. Редактор электронных таблиц MS Excel.

Программное обеспечение пользовательских терминалов должно составлять:

1. Операционная система MS Windows NT4.0/2000

2. Сервер базы данных.

В качестве основы проектируемой системы учета решено разработать базу данных, содержащую следующие данные:

1.     сведения обо всех потребителях;

2.     данные об конечных пунктах потребления;

3.     список всех выписанных счетах-фактурах;

4.     данные об объемах отпуска тепловой энергии;

Упрощенная схема документооборота, описывающая структуру информационных потоков используемых при учёте потребителей тепловой энергии на Кисловодской ТЭЦ представлена в приложении 3 . Эта схема определяет информационные потребности предприятия для учёта собственных потребителей. В дальнейшем при проектировании системы будем опираться на эту схему.

Входными данными в систему будут являются:

1.     параметры договора между производителем тепла и потребителем;

2.     данные, получаемые с приборов учета тепла;

3.     данные, получаемые из банка о прошедших платежах;

Основным документом, регламентирующим отношения между потребителем тепла и его поставщиком, является договор о снабжении тепловой энергии.

Входными параметрами договора между производителем тепла и потребителем являются:

-реквизиты энергоснабжающей организации;

-реквизиты потребителей тепловой энергии (Абонент);

-сроки действия договора (обычно 1 год);

-объемы поставляемой тепловой энергии в Гкал, отдельно в теплоносителе и горячей воде с разбивкой по месяцам;

-сроки отопительного сезона;

-температура поставляемого теплоносителя (давление для пара);

-температура возвращенного теплоносителя;

-объемы невозврата, недовозврата конденсата (для пара) и подпитки (для сетевой воды);

-штрафные санкции;

-порядок и форма оплаты потребленного тепла;
3.2. Построение дерева функций системы
Основная функция, разрабатываемой информационной системы, сложна и требуют иерархического представления. Для более наглядного представления функции системы необходимо декомпозировать на составляющие его функции. Представим основную функцию системы в дерева функций.

На рисунке 3.2. представлено дерево функций системы. Первый уровень представляет основную функцию разрабатываемой системы – учёт информации обо всех потребителях ТЭЦ. Эту информацию можно условно разделить на две составляющие:

1.                 данные об объёмах потребления тепловой энергии абонентом;

2.                 данные о состоянии платежей за полученное тепло;

Отсюда следуют две основные подфункции системы представленные на втором уровне ДФС.

Подфункция контроля объёмов потребления тепловой энергии делится на следующие подфункции:

1.     Функцию контроля потребления тепла с использованием приборов учёта. В этом случае потребитель сам снимает показания счётчика и передаёт их на ТЭЦ. Применительно к проектируемой системе для реализации этой функции необходимо предусмотреть возможность внесения этих данных в систему.



Рис.3.2. Дерево функций системы учёта потребителей тепла.
2.     Функция контроля потребления тепла  на основе расчётов используется лишь тогда, когда потребитель не имеет собственного  прибора учёта. Расчёт потребления в этом случае выполняется отдельно для каждого объекта принадлежащего потребителю на основе типового или индивидуального проектов зданий. Общее полученного  тепла потребителем определяется как сумма потребления тепла всеми его объектами. Для реализации этой функции необходимо иметь в составе информационной системы базу данных, содержащую информацию обо всех объектах обслуживаемых ТЭЦ.

Функция контроля расчётов потребителей состоит из двух подфункций:

1.     Подфункция расчёта стоимости услуг ТЭЦ и формирование счетов – фактур. Эта функция реализуется сравнительно просто и не нуждается в дальнейшей декомпозиции.

2.     Подфункция контроля непогашенных счетов исключительно важна для реализации основной функции информационной системы. Эта подфункцию условно можно разбить на две составляющие. Функция получения отчётов о текущем состоянии расчётов потребителей за отпущенное тепло необходима для обеспечения руководства информацией о финансовом положении предприятия. Функция исполнения штрафных санкций также можно разделить на  две составляющие: 1) функцию начисления пени; 2) функцию принятия решения об отключении неплательщика. Для реализации всей подфункции контроля непогашенных счетов необходимо иметь базу данных обо всех прошедших платежах, информация, в которой регулярно обновляется (ежедневно).
3.3. Построение структурной схемы системы
В качестве входных и выходных потоков данных в системе можно выделить следующие потоки:

1.     данные счетчиков, получаемые от потребителей;

2.     проектная документация на здания отапливаемые ТЭЦ;

3.     счета – фактуры за отпущенное тепло, выставляемые потребителям;

4.     отчёты о состоянии расчетов с потребителями;

5.     начисление пени и решения об отключении неплательщика;

6.     информация из банка о прошедших платежах;

Опишем вербально процесс функционирования информационной системы. Итак, входными данными процесса являются данные со счетчиков и проектная документация на здания отапливаемые ТЭЦ.

Данные со счетчиков получаются непосредственно от потребителей. Обязанность ввода этих данных в систему возлагается на персонал отдела сбыта. Ввод этих данных стремятся сделать еженедельным, чтобы иметь возможность составлять прогнозы об объемах потребления в течение всего месяца.

Для второго потока входных данных нас интересует не собственно проектная документация, а только некоторые технические параметры зданий, которые учитываются для определения предельных отопительных норм зданий. Функции ввода этой информации возложены на сотрудников производственно-технического отдела. Так как эта информация не изменяется необходимо предусмотреть хранение этих технических параметров в информационной системе в виде базы данных об объектах потребителей. Информация из этой базы данных используется в качестве исходных данных при расчете потребления тепла.

Как уже упоминалось, данные снятые со счетчиков имеют приоритет над данными из расчетов. Таким образом, данные о потребленном объеме тепла (либо со счетчиков, либо из расчетов) за месяц подаются в подсистему контроля расчетов потребителей за полученное тепло. Эти данные имеют форму месячной ведомости о количестве тепла, переданном от ТЭЦ потребителям. На основе этой информации бухгалтерия выписывает счета-фактуры, которые рассылаются потребителям. Информация о объемах потребленного тепла каждым потребителем за каждый месяц должна фиксироваться и храниться в течении как минимум пяти лет. При этом необходимо учитывать каждому потребителю за каждый месяц закрепляется отдельный номер счета, который обслуживается отдельно от других счетов. Закрывается счет только после того, как потребитель полностью расплатится по этому счету.

Для контроля прошедших платежей персонал бухгалтерии каждый день связываются с банком, и получает информацию о платежах прошедших за истекшие сутки. Эта информация содержит данные о том, какие суммы, и на какие счета были переведены. Как уже упоминалось, у каждого потребителя за каждый месяц имеется свой счет, то есть номер расчетного счета однозначно определяет потребителя, и месяц за который этот счет выписан. Из этого следует, что необходимо иметь в системе еще как минимум два объекта данных:

-      первой объект – реестр всех счетов выписанных бухгалтерией,

-      второй объект – реестр всех платежей произведенных потребителями.

Следует оговорить, при каких условиях потребитель считается неплательщиком:

1.          потребитель не оплатил по счету за потребленное тепло до выписки очередной счет – фактуры;

2.          потребитель нарушил график реструктуризации текущей задолженности (если таковой имеется);

3.          потребитель нарушил обязательство по авансовым платежам предусмотренным в договоре.

Отдельно следует оговорить механизм реализации штрафных санкций. К неплательщикам применяются следующие штрафные санкции:

-    ограничение поставок тепла с последующим отключением;

-    начисление пени на дебиторскую задолженность;

Ограничение поставок с последующим отключением является крайней мерой и применяется к злостным неплательщикам только по решению руководства компании, относительно каждого неплательщика отдельно.

Последовательность действий при отключении потребителя:

-    распоряжение о признании неплательщиком;

-    два предупреждения для неплательщика;

-    если неплательщик не расплатился, следует ограничение подачи тепла;

-    третье предупреждение неплательщику;

-    если неплательщик не расплатился, следует прекращение подачи тепла;

Пеня начисляется на долг за каждый месяц отдельно, в размере 0,5% от суммы долга за каждый день просрочки платежа. Если потребитель выплачивает часть долга за один из месяцев, то выплаченная сумма считывается с долга за этот месяц, а пеня начисляется, начиная со дня выплаты с учетом текущей суммы долга за месяц. Таким образом, необходимо вести постоянный контроль задолженности по пене. Выплата пни может производиться на один общий для потребителя счет или независимый счет на каждый месяц. Независимо от этого учет выплаты пни ведется отдельно на  каждый месяц отдельно. Отсюда следует, что в системе должны присутствовать  механизмы контроля текущего объема задолженности по пене. Эти механизмы должны включать систему учета всех выплат по пени потребителями и алгоритм расчета задолженности по пене. Этот алгоритм легко реализуется путем простого ежедневного прибавления 0,5% от суммы долга по всем счетам текущее число к долгу по пене.

Синтезируем на основе дерева функций системы структурную схему разрабатываемой информационной системы (см. приложение 4).

Опишем функции каждого блока на диаграмме:

1.                Блок справочных данных. Функция блока – хранение справочных данных, используемых при расчете потребления тепловой энергии. В этом блоке содержаться нормы потребления тепла, нормы затрат топлива и теплоносителя на отопление и вентиляцию зданий и сооружений, поправочные коэффициенты и т.д. Эти данные являются справочными и берутся из нормативных актов: «Правила пользования тепловой энергией», «Правила учета тепловой энергии и теплоносителя», «Методические указания по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку тепла отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий».

2.                Данные об объектах принадлежащих потребителям. Хранение данных о параметрах зданий используемых при расчете потребления тепла. Эти данные берутся из проектной документации на здание, предоставляемой потребителем и вводится в систему персоналом ПТО, а также режимами теплоснабжения. Режим теплоснабжения выбирается потребителем и закладывается в договор.

3.                Блок вычисления объема потребления тепловой энергии. На основе данных из блока справочных данных и блока данных об объектах принадлежащих потребителям вычисляет количество тепла необходимое для отопления и вентиляции зданий. Методы и алгоритмы вычислений изложены в четвертом разделе данной работы.

4.                Блок хранения данных о потребителях ТЭЦ. В этом модуле хранится информация непосредственно о потребителях. Эту информацию можно разбить на две категории. Первая категория – представительная информация на потребителя (юридическая информация, информация на руководство организации-потребителя, контактные данные). Вторая категория – это собственно информативные данные – атрибутивные данные на  потребителей. При формировании различных отчетов, счетов-фактур необходимо учитывать разнообразную информацию о потребителях. Для этого всех потребителей разбиваются на категории, присваивая каждому потребителю определенные атрибуты. К атрибутивной информации можно отнести, например, данные к какой отрасли относится потребитель, форма собственности, оптовый покупатель или розничный, и т.д.   

5.                Блок подсчета оплаты услуг ТЭЦ. Блок выполняет расчет стоимости тепловой энергии, горячей воды отпущенной потребителям. Входными данными будут объемы потребленной тепловой энергии и горячей воды, а также тарифы определяемые и устанавливаемые Региональной энергетической коммисии.

6.                Реестр счетов-фактур хранит подробную информацию обо всех счетах выписанных бухгалтерией.

7.                Блок хранения данных об открытых счетах хранит информацию о всех счетах не оплаченных потребителями.

8.                Реестр платежей содержит список всех платежных ведомостей сделанных потребителями по счетам выписанных бухгалтерией за отпущенное тепло и горячую воду.

9.                Блок начисления пени подсчитывает сумму денег которую должны выплатить потребители за просроченные платежи.

10.            Блок получения отчетов по требованиям пользователей реализует запросы к базе данных и генерирует на их основе отчетную информацию.
3.4. Построение структуры базы данных
Методология моделирования данных, которую мы будем использовать, может быть названа объектно-ориентированной, поскольку она представляет компьютерное отображение категории реального мира  виде «объектов», обладающих определенными атрибутами и находящиеся в некоторых отношениях. С начала 70-ых годов было приложено несколько концептуальных, семантических моделей.

Объектно-ориентированные базы данных явились результатом сдвижения двух областей исследования: семантического моделирования данных и объектно-ориентированных языков. Эти области исследований развивались независимо, но в 80-ые годы начали сливаться, оказав существенное влияние на базы данных.

Семантическое моделирование данных изначально возникло с целью повышения эффективности точности проектирования баз данных (Hull and King, 1987). Методы семантического моделирования оказались применимы ко многим пользовательским проблемам и легко преобразуемы в реализационные модели, основанные на записях:  сетевые, иерархические и  реляционные. Эбриал (Abrial) представил двоичную семантическую модель данных в 1974 году, затем в течении нескольких лет появились категорно-относительная модель Чена (Chen, 1976), семантическая модель данных (МСД) Хаммера и МакЛеода (Hammer, McLeod, 1981) и функциональная модель данных (Shipman, 1981). Эти и другие модели данных, как и расширение этих моделей, подходили к проблеме моделирования данных для проектирования баз данных с различных точек зрения, однако они ставили общую цель фиксации семантики  и значений прикладных областей, и модели которых создавались.

В то время как занимающиеся семантическим моделированием данных, в первую очередь уделяли внимание структуре данных, разработчики объектно-ориентированных языков программирования главным образом интересовались поведением объектов данных. Иными словами, они искали способы манипуляции данными, которые можно было бы сосредоточить в манипуляционных возможностях языка (запросах, вычислениях, обновлений данных). Структура данных рассматривалась во вторую очередь.

Сближение этих двух областей произошло, когда исследователи начали применять понятия объектно-ориентированных языков к семантическим структурам данных. В результате появилось понятие объектно-ориентированной базы данных. На этом стыке дисциплин преобладает объектно-ориентированная терминология, поэтому мы говорим об объектах, а не о категориях как это принято в семантической терминологии.

Главными элементами концептуальной модели являются понятия объекта и отношения.

Объектное множество – множество вещей одного типа.

Объект-элемент – конкретный  элемент объектного множества.

Отношение – связь между элементами двух объектных множеств.

Атрибут – функциональное отношение объектного множества к другим объектным множеством

Информация необходимая для представления объекта данных «Потребитель» должна содержать следующие атрибуты:

-     юридическое имя;

-     юридический адрес;

-     информация о руководстве (Ф.И.О., должности, контактные данные и т.д.);

-     контактные данные;

-     номер договора;

-     расчетный счет;

-     корреспондентский счет;

-     индивидуальный номер налогоплательщика (ИНН);

-     наличие прибора учета;

-     форма бюджета (федеральный, местный, и т. д.);

-     отрасль экономики;

Все потребители разбиты по типам бюджета к которым относиться организация:

-    местный бюджет (городской);

-    краевой бюджет;

-    федеральный бюджет;

-    хозрасчетные организации;

-    организации курортного совета;

Для организаций относящихся к федеральному бюджету следует отметить, что для каждого такого потребителя выделены лимиты на потребление тепловой энергии, превышать которые организация не должна. В случае превышения лимитов на потребленную тепловую энергию организация должна оплатить превышение над лимитами за счет собственных средств.

Также необходимо, для использования в отчетах, учитывать отрасль экономики к которому относится потребитель.

Информация об объекте данных «Объект потребителя» должна содержать следующие атрибуты:

-    наименование объект;

-    адрес объекта;

-    потребитель, которому принадлежит объект;

-    назначение объекта;

-    принадлежность к тепловому пункту (постоянна);

-    режимы снабжения тепловой энергией и ГВС (объемы, график поставок);

-    продолжительность вентиляции в часах;

-    строительный объем здания (м³);

-    тепловая характеристика здания для отопления (м³.градус.час);

-    тепловая характеристика здания для вентиляции (м³.градус.час);

-    поправочный коэффициент;

-    коэффициент потерь в зданиях;

-    внутренняя температура здания

-    расчетная температура наружного воздуха для отопления;

-    средняя расчетная температура наружного воздуха для вентиляции;

-    расчетная температура наружного воздуха для вентиляции;

-    Продолжительность отопительного сезона в днях;

-    максимальный часовой расход тепла на отопление (ккал/час);

-    среднечасовой расход тепла на отопление (ккал/час);

-    годовой расход тепла (Гкал/год);

-    среднечасовой расход газа на отопление (м³/час);

-    годовой расход газа на отопление (м³/год);

-    максимальный часовой расход тепла на вентиляцию (ккал/час);

-    среднечасовой расход тепла на вентиляцию (ккал/час);

-    годовой расход тепла на вентиляцию (Гкал/год);

-    среднечасовой расход газа на вентиляцию (м³/час);

-    годовой расход газа на вентиляцию (м³/год);
Атрибуты объекта данных «Счет-фактура»:

-     Номер расчетного счета.

-     Расчетный месяц.

-     Дата выписки счета-фактуры.

-     Потребитель, которому выписан счет.

-     Перечень и описание услуг выполненных подразделениями ТЭЦ по договору с потребителем.

-     Единица измерения выполненных работ (услуг).

-     Тариф за единицу выполненной работы.

-     Общая стоимость работ выполненной ТЭЦ в соответствии с договором за месяц без учета налогов.

-     Состав и ставки налогов.

-     Сумма налогов.

-     Общая стоимость работ выполненной ТЭЦ в соответствии с договором за месяц с учетом налогов.

Информация об объекте «Оплата»:

1.                 Номер счета-фактуры, по которому произведена оплата.

2.                 Дата оплата.

3.                 Сумма оплаты.

4.                 Форма оплаты.
Договором предусматриваются следующие формы оплаты услуг, предоставляемых КТЭЦ:

-     Перечисление денег на расчетный счет в банке.

-     Зачеты (взаимозачеты).

-     Вексельная форма.

-     Авансовые платежи (64й счет).
В дальнейшем данные описывающие объекты станут полями соответствующих таблиц базы данных. Структура связей объектов данных представлена на рисунке 5.3. Представленная структура дана упрощено. В таблицах присутствуют только основные поля данных. Данная структура является только сегментом базы данных, важным в рамках системы сбыта.


Рис. 5.3. Структура связей объектов данных




ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В представленной бакалаврской работе рассмотрены проблемы проектирования информационной системы применительно к Кисловодской ТЭЦ, призванную автоматизировать работу по учету потребления тепловой энергии.

Исследования проводилось относительно задач моделирования и разработки систем обработки данных.

Представлена математическая модель системы учета потребления тепловой энергии

Разработана и представлена структура информационной системы, автоматизирующей работу с потребителями тепловой энергии на Кисловодской ТЭЦ.

Разработана концептуальная модель представления данных воплощенная в виде структуры связей объектов в базе данных. Применима в рамках решения задачи учета потребления тепла.

Полученные результаты могут быть использованы для проектирования информационных систем для других предприятий энергетики и других отраслей промышленности.




СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:



1.     Автоматизация крупных тепловых электростанций. Под общей редакцией М. П. Шальмана. М.: «Энергия» 1974. 240 с. с ил.

2.     Автоматизация энергетических систем: Учебное пособие для электро-энергитических специальностей ВУЗов / А. Д. Дроздов, А. С. Засыпкин, А. А. Аллилуев, М. М. Савин. М.:«Энергия»1977 – 441с.: ил.

3.     Баркан Я. Д., Орехов Л. А. Автоматизация энергосистем: [Учебное пособие для электро-энергитических специальностей ВУЗов]. – М.: Высшая школа. 1981. – 271 с., ил.;

4.     Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики. Программное обеспечение в автоматизированных системах диспетчерского управления энергосистемами. Сборник научных трудов – М.: «Энергоатомиздат». 1983. 72с.

5.     Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций: Учебное пособие для ВУЗов – М.: Энергоиздат. 1981. – 368 с. с ил.

6.     Кулик М. Н. Методы системного анализа в энергетических исследованиях / АН УССР. Институт проблем моделирования в энергетике. – Киев: Наук.Думка, 1987 – 200 с.

7.     Методические указания по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку тепла отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий. М.: изд-во Сектор научно – технической информации, 1994.

8.     Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М.: Стройиздат, 1982 г. 204 стр.

9.     Лугинский Я. Н. Сименов В. А. Информационно-вычислительные системы в диспетчерском управлении. М. «Энергия» 1975. 161с. со сх.

10. Гэри Хансен, Джеймс Хансен. Базы данных: разработка и управления: Пер. с англ. – М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 1999. – 704 с.:ил.

11. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных./ перевод с англ. А. А. Александрова, В. И. Будзко – М.: Финансы и статистика. 1983. 317 с.;