АСУ ТП мелиорационного канала

Объект управления

Объектом автоматизации является оросительно-обводнительный канал. Подобные каналы работают для наполнения прудов и водоемов и способны обеспечить нужды сельхозводоснабжения сотен населенных пунктов. В состав оросительной системы входят: водохранилища, водозаборные и рыбозащитные сооружения, отстойники, насосные станции, оросительная, водосборно-сбросная и дренажная сети, нагорные каналы, поливные и дождевальные машины, объекты электроснабжения и связи, противоэрозионные сооружения.

Цели
Целью создания АСУ ТП является обеспечение надежного контроля за мелиоративным состоянием земель и качественного снабжения водой, предназначенной для сельскохозяйственных и бытовых нужд, с минимальными эксплуатационными затратами.

Данная система содействует улучшению показателей работы оросительно-обводнительных каналов, повышению производительности и надежности за счет:

  • строгого выполнения требований технологического регламента и соблюдения режимов управления процессами
  • оперативного контроля над работой оборудования
  • повышения эффективности и снижения трудоемкости работы эксплуатационного персонала
  • повышения оперативности взаимодействия персонала с технологическими объектами
  • удобства представления технологической информации персоналу (температуры подшипников и охлаждающей жидкости, величины тока и напряжения ротора и статора, вибрации, потребляемой мощности и расхода электроэнергии, уровня в канале и объема перекачиваемой воды, о режиме работы каждого насосного агрегата и многое другое)
  • точности поддержания заданных значений параметров
  • снижения затрат на обслуживание и ремонт оборудования путем предупреждения и недопущения аварийных ситуаций
  • экономии энергоресурсов и воды за счет рационального распределения
  • применения современных методов и микропроцессорных средств контроля и управления.

Функции системы

  • Сбор, обработка информации от датчиков температуры, уровня, датчиков ультразвуковых расходомеров, счетчиков электроэнергии и т.д.
  • Восстановление учетных параметров после простоя системы с добавлением к их значениям на момент отключения произведения времени простоя на договорную константу или значение расхода перед отключением
  • Обнаружение, сигнализация и регистрация отклонений параметров от установленных границ
  • Контроль достоверности принимаемой информации по граничным значениям, скорости изменения и по другим критериям
  • Вычисление усредненного расхода, объема воды нарастающим итогом для каждого насосного агрегата, суммарного объема водоподачи
  • Отображение информации оперативному персоналу системы на цветных мониторах в виде мнемосхем с индикацией параметров в цифровом, табличном виде или в виде графиков
  • Формирование световой и звуковой сигнализации отклонения параметров от заданных предупредительных и предаварийных границ, а также при других аварийных ситуациях
  • Ручной ввод исходных данных в режиме реального времени
  • Автоматическое регулирование подачи воды и ее уровней в каналах
  • Выполнение переходов «Зима-Лето» и «Лето-Зима»
  • Коррекция системного времени
  • Многопользовательский режим работы, при этом используется разграничение прав доступа к системе по паролям, регистрация доступа лица и протоколирование его действий (соединение абонентов системы организовано с использованием радиоканала)
  • Автоматическое формирование и печать протокола событий в системе
  • Архивирование данных на жесткий диск компьютера
  • Просмотр истории параметров процесса в виде графиков и таблиц
  • Отображение информации о состоянии и работоспособности компонентов АСУ ТП, проведение диагностики ее элементов.

Архитектура и оборудование
АСУ ТП имеет трехуровневую иерархическую структуру.

Средний уровень системы, размещенный на насосных станциях, и верхний уровень - на диспетчерском пункте - представлены автоматизированными рабочими местами (АРМ) операторов (станции оператора/архивирования-сервер с полным объемом графического проекта, с возможностью 100% «горячего» резервирования).

Нижний уровень представлен современными, высоконадежными микропроцессорными контроллерами. Контроллеры размещены в шкафах контроля и управления.

Связь с контроллерами нижнего уровня производится посредством локальной вычислительной сети.
С АРМ насосных станций вся информация по радиоканалу передается в диспетчерский пункт, что позволяет диспетчеру следить за работой всего каскада насосных станций и регулировать подачу воды.

Выводы
Внедрение АСУ ТП обеспечивает:

  • повышение надежности системы за счет использования технологических защит, позволяющих избежать аварийных ситуаций
  • предоставление персоналу исчерпывающей оперативной и архивной информации о работе системы, такой как уровни воды в верхнем и нижнем бьефах канала между перекачивающими насосными станциями, режиме работы каждого насосного агрегата, потребляемой мощности, расходе электроэнергии и т.д.
  • широкие возможности оператора по управлению технологическим процессом, в частности, помогают диспетчеру выбрать нужный разворот лопастей насосных агрегатов и тем самым обеспечить оптимальный режим водоподачи
  • снижение затрат на эксплуатацию системы
  • улучшение условий труда эксплуатационного персонала
  • длительное сохранение результатов измерений с возможностью их передачи на удаленный персональный компьютер по средствам телефонной сети
  • повышение точности и достоверности технологической информации
  • снижение вероятности ошибочных действий персонала за счет своевременного предоставления информации в наглядном виде.

Распределенная модульная архитектура и промышленная сеть делают систему исключительно помехозащищенной. Несмотря на значительные расстояния между абонентами (десятки километров), система обеспечивает устойчивую и надежную связь с диспетчерским пунктом. Применение в каждом модуле ввода-вывода съемных клеммников позволяет отказаться от всевозможных кроссов, кабелей и т. п., что повышает надежность соединения модуля с объектом и позволяет минимизировать размеры защитных шкафов. Модульная структура и полностью открытый протокол обмена позволяет расширять систему без каких-либо ограничений.

Решение реализовано фирмой ООО «ТАЭС» (г. Саратов) на комплексе насосных станций Саратовского оросительно-обводнительного канала (СООК).