Цели создания и назначение системы
Основными целями создания Системы были:
- реконструкция технически устаревшей системы ТМ,
- создание безлюдных, энергосберегающих технологий,
- снижение непроизводительных потерь материально-технических и топливно-энергетических ресурсов и сокращение эксплуатационных расходов,
- обеспечение надежной и эффективной работы производственных объектов за счет оптимального управления режимами их работы в соответствии с требованиями технологического регламента, своевременного обнаружения и ликвидации отклонений и предупреждения аварийных ситуаций,
- обеспечение технологической защиты объектов с целью повышения экологической безопасности производства.
Система предназначена для:
- выполнения автоматизированного сбора информации о состоянии основного и вспомогательного оборудования системы энергоснабжения,
- предоставления достаточного объема информации эксплуатационному персоналу в целях обеспечения безопасного и эффективного управления энергосистемой,
- архивирования информации с целью последующего использования для анализа и формирования отчетной документации,
- представления эксплуатационному персоналу в удобном для восприятия и анализа виде на цветных графических операторских станциях и видео-стене информации о состоянии контролируемого объекта,
- предоставления достаточного объема информации для передачи данных в региональное диспетчерское управление.
Выбор контроллера
Выбор программно-технических средств Decont для реализации системы обоснован следующими преимуществами:
- контроллеры Decont-A9 и Decont-A9E2 разработаны российской компанией, специализирующейся на телемеханизации объектов энергетической отрасли,
- у контроллера есть специализированные электроизмерительные модули, позволяющие точно вычислять характеристики линий электроснабжения, электроизмерительные модули внесены в федеральный реестр утвержденных средств измерений,
- контроллер обладает интерфейсом обмена данными по выделенной двухпроводной линии (ML), ML – интерфейс позволяет использовать старые не экранированные проводки (даже лапшу), максимально возможная длинна линии связи до 40 км.
- всю информацию контроллер снабжает метками времени,
- виртуальный OPC-контроллер Decont способен быть связующим звеном в передаче данных между компонентами системы:
- работает с метками времени,
- получает информацию через базовый контроллер от объектов, подключенных к ML интерфейсу,
- получает информацию от объектов, подключенных к Ethernet интерфейсу (в том числе оптические линии),
- предоставляет всю полученную информацию серверам ввода-вывода SCADA-системы (чтение/запись) по протоколу OPC,
- предоставляет всю полученную информацию в РДУ по протоколу ГОСТ Р МЭК 870-5-104 (чтение).
Описание структуры системы телемеханики
Система представляет собой иерархическую, многоуровневую, распределенную систему контроля и управления на базе программируемых-логических контроллеров (ПЛК Decont ООО «Компания ДЭП») и резервируемых серверов.
Система включает следующие уровни:
- полевой уровень – уровень трансформаторов тока, сигнализаторов положения, реле и исполнительных механизмов, приводов выключателей 6 кВ и 110 кВ,
- уровень энергообъектов – уровень ПЛК, интеллектуальных устройств ТМ и коммуникационного оборудования (уровень непосредственного контроля и управления электротехническим оборудованием),
- общесистемный уровень – базового резервированного контроллера, уровень резервированных серверов телемеханики, АРМ и коммуникационного оборудования.
Технические решения по структуре программно-технического комплекса позволяют обеспечивать высокую надежность системы. Наличие двух резервируемых серверов и базовых резервируемых ПЛК позволяют обеспечивать техническое и программное резервирование не только реализуемых функций, но и данных, хранящихся в системе.
Технические средства полевого уровня системы
В качестве технических средств полевого уровня Системы используются существующие технические средства, размещенные непосредственно на энергообъектах:
- существующие контакты цепей сигнализаций и измерения,
- существующие контакты цепей из схем РЗиА,
- датчики температуры (4-20 мА).
Устройства полевого уровня Система выполняют следующие функции:
- измерения параметров электрического режима на присоединении,
- контроль положения коммутационных аппаратов,
- контроль состояния электротехнического оборудования,
- контроль температуры окружающего воздуха,
- управление коммутационными аппаратами.
Технические средства уровня энергообъектов системы
- Уровень энергообъектов системы представляет собой совокупность шкафов телемеханики и интеллектуальных измерительных модулей активной и реактивной энергии (ЕМ3-100/5/0,5S/M Модуль электроизмерительный ООО «Компания ДЭП»), размещаемых в существующих релейных щитах.
- Центральным ядром системы на энергообъектах являются ПЛК Decont-A9, осуществляющие функции сбора данных и управления освещением.
- Программное обеспечение ПЛК энергообъектов выполнено компанией ООО «Элком+» на базе специализированной среды разработки ООО «Компания ДЭП».
Модули измерения активной и реактивной энергии выполняют следующие функции:
- измерение электрических параметров (токи, напряжение, частота и пр.) присоединений ячеек ввода 6 кВ и 110 кВ,
- вычисление электрических параметров (активная и реактивная энергия) присоединений ячеек ввода 6 кВ и 110 кВ,
- передачи данных на ПЛК по интерфейсной линии связи.
ПЛК выполняют следующие функции:
- сбор сигналов по каналам измерения и сигнализации,
- предварительная обработка собранных данных,
- формирование и исполнение команд телеуправления наружным освещением,
- ведение журналов событий,
ведение архивов событий и параметров электрической - части энергообъекта при потере связи с сервером,
передачи данных на уровень серверов сбора и обработки данных, - обеспечение авторизованного доступа к данным с уровня серверов сбора и обработки данных,
- обеспечения удаленного сервисного доступа по цифровым интерфейсам,
- преобразования протоколов передачи данных от различных элементов Системы.
Технические средства общесистемного уровня системы
Общесистемный уровень организован на базе резервируемых серверов телемеханики (совмещенных с АРМ) с установленным специализированным ПО «резервируемый виртуальный контроллер Decont», выполняющий функции OPC-сервера. Серверы телемеханики осуществляют информационный обмен с:
- базовым резервированным ПЛК Decont-А9Е2 по OPC протоколу,
- ПЛК объектов через оптическую сеть Ethernet по протоколу Synet,
- РДУ через резервированный канал Ethernet по протоколу ГОСТ Р МЭК 870-5-104.
Базовый резервированный ПЛК Decont-А9Е2 применен для сопряжения серверов с технологической сетью передачи данных по двухпроводной выделенной линии по протоколу Synet.
Программное обеспечение базового резервированного ПЛК и виртуального резервированного контроллера (OPC контроллера Decont) выполнено компанией ООО «Элком+» на базе специализированной среды разработки ООО «Компания ДЭП».
Программное обеспечение резервированных серверов (совмещенных с АРМ) системы телемеханики выполнено компанией ООО «Элком+» на базе SCADA-системы «Энтек» компании «Энтелс».
Оборудование общесистемного уровня системы выполняет следующие функции:
- информационный обмен с ПЛК объектов Decont-A9,
- предварительная обработка собранных данных,
- сохранение данных в БД системы,
- обеспечение целостности и непротиворечивости данных системы,
- хранение архивных данных на заданную глубину,
- выполнение расчетных задач,
- предоставление данных пользователям АРМ ИТР Системы в графической и табличной форме,
- предоставление данных эксплуатационному персоналу Системы в графической форме на видеостене,
- разграничение прав доступа к данным системы,
информационный обмен данными с внешними - информационными и автоматизированными системами,
диагностику и контроль функционирования технических - средств системы, включая самодиагностику,
- ведение журналов событий,
- обеспечение единого времени всех компонентов системы.
Для визуализации процесса электроснабжения (информация о состоянии, управление вспомогательным оборудованием) используются два АРМ с двумя мониторами, существующие АРМ персонала Заказчика, а также видеостена.
Сервера телемеханики, АРМ ИТР, и сервер видеостены представляют собой серверные и рабочие станции с установленным на них прикладным ПО.
Прикладное ПО объединяет показания всех измерительных систем объектов, управляемых локальной автоматикой, и предоставляет эксплуатационному персоналу средства визуализации и управления процессом электроснабжения посредством удобных в использовании среды разработки и набора графических средств.
ПО БД может интегрироваться с компонентами пакета «Microsoft Office», позволяя анализировать тренды, проводить комплексный анализ численных данных, создавать детальные информационные отчеты.
Контроллеры и серверы телемеханики охвачены системой единого времени, обеспечивающей синхронизацию собственных часов компонентов Системы с заданной точностью.
В состав аппаратных средств АРМ ИТР входят:
- тонкий клиент,
- клавиатура,
- мышь,
- широкоэкранный ЖК-монитор – 2 шт.
ПО АРМ имеет несколько уровней доступа к информации (определяемых полномочиями зарегистрированного в Системе пользователя) для возможности просмотра и корректировки.
Функции системы
В части задач автоматизации технического учета и диспетчерского управления электроснабжением проектируемая Система телемеханики выполняет следующие функции:
- автоматический сбор и первичная обработка данных о состоянии основного и вспомогательного оборудования объектов энергоснабжения,
- выдача управляющих воздействий в цепи управления наружным освещением в соответствии с заданными алгоритмами управления или по заданию оператора,
- автоматическая обработка, регистрация и хранение текущей информации, вычисление усреднённых, интегральных и удельных показателей параметров электроснабжения,
- защита функций управления, баз данных (архивов) и программного обеспечения от несанкционированного доступа,
- автоматическая (в режиме on-line) диагностика состояния аппаратно-программных средств,
- автоматизированная передача данных на серверы телемеханики,
- сохранение с меткой времени всех событий о ходе процесса электроснабжения, далее данные передаются на верхний уровень,
- обеспечение сохранности информации при нештатных технологических ситуациях, выходе из строя компонентов системы и нештатном отключении электропитания,
- предоставление достаточного объема информации оперативному персоналу в целях обеспечения безопасного и эффективного управления энергосистемой,
- отображение информации на АРМ ИТР диспетчерского пункта и видеостене,
- обеспечение доступа сотрудников компании по существующей ЛВС предприятия к данным системы с существующих удаленных рабочих мест,
- представление персоналу в удобном для восприятия и анализа виде информации о состоянии объекта управления.
Решения по режимам функционирования, диагностированию работы системы
Аппаратно-программные средства Системы обеспечивают ее работоспособность в непрерывном круглосуточном режиме.
В проектируемой Системе организован постоянный программный контроль состояния и работоспособности программно-аппаратных средств. Компоненты Системы оснащены средствами самодиагностики.
При обнаружении неисправности Система индицирует характер и место неисправности.
Отказы оборудования, неисправность каналов связи, пропадание напряжения электропитания, сбои ПО и другие нештатные ситуации в работе Системы вносятся в централизованный журнал событий. При выявлении нештатной ситуации производится запись в журналы и оповещение персонала о произошедших событиях.
Оцените статью!