Автоматизация

Модернизация комплексов телемеханики – простое и надежное решение от НПФ «КРУГ»

«Энергетика и промышленность России» №7, 2011
   

Статья опубликована в газете «Энергетика и промышленность России» №7, 2011

Задача сбора и передачи данных о состоянии коммутационных аппаратов электроподстанций является актуальной для многих предприятий России и ближнего зарубежья. Значительная часть оборудования существующих комплексов телемеханики находится в эксплуатации в течение достаточно большого срока – 15-20 лет. В связи с этим назревает острая необходимость замены физически и морально устаревшего оборудования приема/передачи информации.
Для решения подобных задач предлагается использовать надежные и малобюджетные комплексы телемеханики производства фирмы «КРУГ».

Объекты управления

Основное и вспомогательное оборудование, коммутационные аппараты электроподстанций предприятия (рис.1).

Цели и задачи

  • Повышение эффективности диспетчерско-технологического управления электрооборудованием
  • Оптимизация режимов работы оборудования и увеличения сроков его эксплуатации
  • Повышение надежности и безаварийности работы основного и вспомогательного оборудования
  • Расширение функциональных возможностей системы телемеханики (ТМ), по сравнению с существующей, за счет применения наиболее перспективных технических средств и методов управления
  • Снижение эксплуатационных затрат
  • Создание информационно-технической базы для дальнейшего развития системы ТМ
  • Длительное сохранение результатов измерений
  • Предоставление персоналу ретроспективной технологической информации (регистрация событий, диагностика оборудования и т.п.) для анализа, организации и планирования работы основного электрооборудования и его ремонта.


Рис.1. Общая схема системы энергоснабжения предприятия

Функции

  • Сбор и первичная обработка технологической информации от датчиков аналоговых и дискретных сигналов (телеизмерение и телесигнализация, рис.2)
  • Технологическая сигнализация, обеспечивающая извещение о возникновении нарушений
  • Регистрация событий
  • Ручной ввод данных
  • Отображение информации оперативному персоналу
  • Предоставление информации пользователям корпоративной сети предприятия (Web-Контроль™)
  • Архивирование истории параметров
  • Вывод информации на диспетчерский щит
  • Функция индивидуального квитирования с диспетчерского щита
  • Дистанционное диспетчерское управление (телеуправление).


Рис.2. Схема электроподстанции

Архитектура

Система ТМ, как иерархическая интегрированная автоматизированная система с централизованным управлением и распределенной функцией измерения, реализована на базе ПТК фирмы «КРУГ» и представлена тремя территориально и функционально распределенными уровнями сбора и обработки информации (рис.3).
В состав первого (нижнего) уровня входят аналоговые измерительные преобразователи и датчики состояния коммутационной аппаратуры.
Второй (средний) уровень состоит из программируемых логических контроллеров и модулей ввода/вывода.
Третий (верхний) уровень включает в себя архивный сервер сбора данных, автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера и Web-сервер.

Технические средства приема/передачи данных (телеизмерение, телесигнализация, телеуправление) нередко устанавливаются в неотапливаемых помещениях электроподстанций и, соответственно, находятся в суровых климатических условиях (температура окружающего воздуха -40…+60°С). При потерях питания 220 В на подстанциях часто наблюдаются отказы в работе комплекса телемеханики, а порой полностью отсутствует информация о состоянии фидеров. В таких случаях для обеспечения круглосуточной бесперебойной передачи данных при широком диапазоне изменения внешних условий используются обогреваемые шкафы телемеханики и управления с индивидуальными источниками бесперебойного питания контроллерного оборудования системы.


Рис.3. Структурная схема системы телемеханики ОАО «Уралхимпласт»

Программируемые контроллеры характеризуются модульной структурой. Модули ввода/вывода предназначены для первичной обработки физических сигналов и преобразования их в цифровую форму. Если на контролируемых пунктах не планируется замена существующих устройств телемеханики, то возможна организация связи с ними по протоколу Modbus и т.д.

Номенклатура предприятий, для которых разрабатываются системы телемеханики, обуславливает многообразие каналов связи для передачи данных с подстанций в диспетчерскую. В составе нашего технического решения используется оборудование, работающее по: каналу связи RS-485, выделенным некоммутируемым линиям связи, коммутируемым линиям связи, радиоканалу, сети Ethernet, каналу связи на основе RadioEthernet и др. Функции передачи информации между контролируемыми и диспетчерскими пунктами являются определяющими во всей системе телемеханики, поэтому обеспечивается высокая надежность и достоверность передаваемых данных и достаточно малое время телепередачи для обеспечения режима реального времени при контроле технологического процесса и управлении им.

Информация, поступающая с контролируемых пунктов, обычно передается не только на сервер сбора данных и АРМ диспетчера, но и на диспетчерский щит (экран коллективного пользования). Существует возможность обмена информацией со сторонними системами по протоколам МЭК 60870-5-101, МЭК 60870-5-104.

Компоненты

  • Шкафы телемеханики и управления с программируемыми контроллерами и модулями ввода/вывода
  • Архивный сервер сбора данных (с возможностью 100% «горячего» резервирования)
  • АРМ диспетчера (возможно совмещение с функциями архивных серверов сбора данных)
  • Экран коллективного пользования
  • Средство печати
  • SCADA КРУГ-2000®
  • Программное обеспечение контроллеров
  • ПО Web-контроль™ (Web-сервер, Web-клиенты).

Выводы

Оборудование предприятий, на которых продолжительное время (десятки лет) эксплуатируются телемеханические комплексы, как правило, не соответствует современным функциональным требованиям, морально устарело, а его доработка требует значительных затрат. В связи с этим актуально проведение реконструкции существующих комплексов телемеханики, особенно в части обновления оборудования приема/передачи информации.

Комплексы ТМ производства фирмы «КРУГ» обладают целым рядом преимуществ и обеспечивают:

  • своевременное предоставление персоналу достаточной, точной и достоверной оперативной информации о ходе технологического процесса, состоянии оборудования и технических средств управления
  • предоставление персоналу ретроспективной технологической информации (регистрация событий, диагностика оборудования и т.п.) для анализа, организации и планирования работы основного электрооборудования и его ремонта
  • длительное хранение архивной информации
  • снижение вероятности ошибочных действий оперативного персонала за счет своевременного представления информации в наглядном виде
  • улучшение технологической дисциплины за счет точной и своевременной регистрации действий персонала
  • улучшение условий труда эксплуатационного персонала.

На рис.3 приведен пример реализации данного технического решения на ОАО «Уралхимпласт» (г. Нижний Тагил).

Прошин А.И. – к.т.н., заместитель директора Инженерного Центра АСУТП НПФ «КРУГ»
Балабанов А.В. – ведущий специалист Инженерного Центра АСУТП НПФ «КРУГ»