1.6.9.2. Структура асодуэ

Структура АСОДУЭ зависит от структуры уп­равления объекта — энергохозяйства предприятия. Структура управления энергохозяйством (органи­зационная структура) в основном является двух­уровневой:

• 1-й уровень — управление режимами и рабо­той оборудования собственных источников энерго­снабжения предприятия (энерготехнологические ТЭС и промышленно-отопительные ТЭЦ, утилиза­ционные и промышленно-отопительные котельные, подстанции цеха электросетей и электроремонтный цех, компрессорные станции, объекты подачи и под­готовки воды различного качества, распределитель­ные пункты теплосетей и газоснабжения, мазут­ное хозяйство и т. п.);

• 2-й уровень — центральное диспетчерское уп­равление (координация) энергоснабжения всего пред­приятия от собственных источников энергоснабже­ния, управление получением топлива и энергии от сторонних источников энергоснабжения и управле­ние энергопотреблением технологических цехов, за­водов, производств в составе предприятия.

Структура управления собственными источни­ками энергоснабжения предприятия, в свою оче­редь, в зависимости от сложности объекта, может быть как одноуровневой - для небольших объек­тов типа насосных станций, компрессорной, так и многоуровневой - для ТЭЦ, котельных.

Структура программно-аппаратных средств АСОДУЭ предприятия строится на базе двух видов технических и программных средств:

1. сетевой распределенной автоматизированной системы сбора, передачи и хранения данных на базе ПЛК и серверов;

2. персональных ЭВМ со специализированными АРМ пользователей на базе SCADA-систем, свя­занных с общекомбинатской сетью.

Для обеспечения множественного контроля и управления большим количеством сложного обо­рудования оперативный, диспетчерский сменный персонал энергоснабжающих подразделений и энер­гослужб предприятия на диспетчерских пунктах оснащается специализированными техническими средствами коллективного представления инфор­мации (большими видеомониторами, видеостена­ми, проекционными системами с компьютерным уп­равлением). Руководство цехов энергоснабжения, специалисты и инженерно-технические работники энергослужб предприятия оснащаются в основном персональными компьютерами, связанными сетя­ми передачи данных с техническими средствами сбора, передачи и хранения данных.

Структура КТС АСОДУЭ приведена на рис. 1.181.

АСОДУЭ предприятия позволяет осуществлять все функции управления работой объектов энерго­снабжения по обеспечению предприятия требуемой энергией; коммерческого и технического учета и

контроля энергопотребления подразделений пред­приятия; прогнозирования нагрузок, планирования, нормирования и анализа режимов энергоснабже­ния и энергопотребления основного оборудования и цехов технологических и энергетических произ­водств предприятия.

Система управления выполняет на всех уров­нях информационные, информационно-вычисли­тельные и управляющие функции по контролю, координации и регулированию работы потребите­лей и источников энергоснабжения предприятия.

Информационные функции АСОДУЭ заключа­ются в индивидуальном, избирательном и множе­ственном контроле параметров систем энергоснаб­жения, сигнализации и регистрации состояния се­тей и оборудования, регулирующих и запорных органов, определении достоверности информации и диагностике параметров и состояния оборудова­ния. Эти функции выполняются системой сбора данных и SCADA-системой, обеспечивающих с по­мощью специализированных программно-аппарат­ных средств контроллеров и АРМ пользователей:

• постоянный автоматический контроль за со­стоянием оборудования систем энергоснабжения, режимами работы оборудования (в том числе сиг­нализацией срабатывания устройств технологичес­кой и релейной защиты и автоматики, сигнализа­цией положения исполнительных механизмов и за­порных органов и др.);

• создание графических образов (мнемосхем) объектов, отражающих техническую инфраструк­туру, и контроль режимов их функционирования;

• манипулирование объектами (изменение ха­рактеристик), получение информационных, физи­ческих и пространственных данных, отражающих реальные физические и логические объекты сетей;

• создание расчетных схем объектов с автома­тическим формированием БД и занесением в них информации о топологии сетей;

• работу с БД как в табличном виде, так и на фоне графического отображения технических систем;

• регистрацию отключений, дефектов и заявок на вывод в ремонт и испытания оборудования.

Вычислительные функции АСОДУЭ позволяют в темпе с процессом энергоснабжения в режиме «оп Нпе» или в фоновом режиме производить на АРМ персонала следующие расчеты:

• технико-экономических, надежностных и дру­гих эксплуатационных показателей для оператив­ного управления и планирования процессов энер­госнабжения;

• расхода материальных и топливно-энергети­ческих ресурсов источниками энергоснабжения и потребителями энергии;

• нагрузок для оборудования источников энер­госнабжения (котлов и турбин энерготехнологичес­ких ТЭС и ТЭЦ, котельных, подогревателей теп­лофикационных установок, оборудования тепло­вых пунктов, насосов насосных и водоочистных сооружений и др.);

• моделирование, анализ и оптимизацию ре­жимов оборудования электрических подстанций, насосных станций и теплоисточников, тепловых и гидравлических потерь в тепловых сетях, потерь в электросетях;

• расчеты с потребителями за реализацию энер­гии и др.

Управляющие функции АСОДУЭ выполняются диспетчерским и оперативным персоналом служб энергоснабжения и позволяют с помощью техни­ческих средств оперативного контроля, связи и дис­петчеризации АСОДУ производить в автоматичес­ком, автоматизированном или ручном режимах:

• контроль и регулирование (стабилизацию) параметров энергоносителей;

• осуществление оперативных переключений оборудования по программе или по команде соот­ветствующего оператора (диспетчера) в нормаль­ных режимах, в аварийных ситуациях и в восста­новительный период;

• регулирование и оптимизацию температурно­го графика и гидравлических режимов теплосетей;

• включение и выключение по команде соот­ветствующего оперативного персонала или по за­данной программе цеховых и заводских энергети­ческих объектов и аппаратуры;

• включение и выключение по заданному при­оритету потребителей — регуляторов электрической и тепловой мощности цехов и предприятия в аварий­ных ситуациях и в часы максимума нагрузок и др.

1.6.9.3. Система контроля и учета энергоресурсов

Система контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ) предполагает объединение в единую сис­тему всех приборов и средств контроля параметров энергоносителей (давления, расхода, температуры, активной и реактивной электрической мощно­сти) на базе единого ПТК. Этим добиваются сокра­щения времени и финансовых ресурсов на опти­мальный выбор технических средств, их монтаж и эксплуатацию на объектах тепло- и электроэнерге­тики.

Вопросам учета и управления энергоресурсами посвящены работы [187-189]. По принятой тер­минологии АСКУЭ подразделяются на системы ком­мерческого и технического учета.

Коммерческий учет подразумевает учет выра­ботанной или отпущенной потребителю энергии для денежного (финансового) расчета с поставщиком.

Техническим учетом называется учет потреб­ления энергии внутри предприятия его подразде­лениями (цехами, отделами и т. п.).

Согласно классификации, АСКУЭ могут быть коммерческого и/или технического учета, центра­лизованными или децентрализованными, двух- или трехуровневыми, с аналоговыми, дискретными или смешанными измерительными каналами, одно- или многопоточными и др.

Основные требования, предъявляемые к АСКУЭ:

• коммерческий учет тепловой и электрической энергии, газа, воды и т. п. на вводе в предприятие;

• коммерческий учет энергоресурсов, отпускае­мых потребителям;

— технический учет энергоресурсов по подраз-:ениям предприятия;

— контроль энергопотребления в заданных вре­менных интервалах (минутах, часах, сменах, сут­ках и т. д.);

— контроль и сигнализация отклонений квит­ролируемых параметров энергоучета;

• автоматическое управление энергопотребле­нием по заданным критериям;

• внутренний расчет потребления энергоресур­сов подразделениями предприятия.

Комплекс технических средств АСКУЭ как пра­вило, имеет трехуровневую периферическую струк­туру. Нижний уровень представлен первичными пре­образователями параметров энергоносителей (тем­пература, давление, расход, электрическая мощ­ность) с унифицированным выходным сигналом [аналоговым и(или) дискретным]. Средний уровень представляют специализированные измерительные и вычислительные устройства или ПТК, в том числе серверы БДРВ, осуществляющие сбор, обработку, хранение и передачу информации от теплосчетчи­ков, сумматоров, ИИС, контроллеров и т. п. на верхний уровень. Верхний уровень представляют рабочие станции на базе ПК, в задачу которых входят сбор информации, поступающей со средне­го уровня, обработка информации по отдельным абонентам и группам, ее отображение и докумен­тирование (печать) для анализа и принятия реше­ний службами главного энергетика, главного мет­ролога и другими службами предприятия.

Основные функции систем среднего и верхнего уровней АСКУЭ:

• создание нормативно-справочной базы пред­приятия по каждой точке и группе с учетом тари­фов, зон и временных интервалов энергоучета;

• создание базы данных параметров АСКУЭ по каждой точке энергоучета с заданным интервалом дискретизации (большинство АСКУЭ работает с реляционными базами данных);

• обработка данных энергоучета в соответствии с действующими тарифами и отображение инфор­мации в виде графиков, таблиц и рапортов с воз­можностью печати;

— сигнализация о выходе параметров энерго­учета за пределы нормального функционирования, диагностика неисправностей и др.

В целом уровень энергопотребления предприя­тия обусловлен энергоемкостью используемого тех­нологического оборудования и режимами его экс­плуатации.

Снижение энергопотребления может быть дос­тигнуто заменой устаревшего малоэффективного оборудования (или его модернизацией) и выбором оптимального режима энергопотребления. Послед­нее осуществляется изменением режима работы обо­рудования во времени и по величине энергопотреб­ления в течение суток (в пиковых зонах) в целях минимизации затрат в рамках многотарифной сис­темы платежей.

Примерами комплексных ИИС-систем являются:

• измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) «СПРУТ» ЗАО «ОВ», предназначенный для автоматизированного учета и контроля над потреб­лением основных энергоносителей (воды, пара, газа, тепла, электроэнергии);

• КТС «ИСТОК» НПЦ «Спецсистема», пред­назначенный для учета потребления (выработки) природного газа, пара, воды, сжатого воздуха;

• ИИС «ЛОГИКА» НПФ «ЛОГИКА», предна­значенная для технического и коммерческого уче­та тепловой энергии теплоносителя (воды, пара, природного и других технических газов), электри­ческой энергии и мощности;

• система учета и регулирования энергии «Энер­гоучет» НПО «Системотехника», предназначенная для учета теплоносителей (воды, пара) и многота­рифного учета электроэнергии;

• КТС ОАО «Энергомера», предназначенный для автоматизации контроля коммерческого и тех­нического учета электроэнергии и мощности на энергетических объектах промышленных предпри­ятий;

• ПТК «ЭКОМ» — универсальная система, обеспечивающая возможность создания систем учета (АИИС КУЭ, АСКУЭ, АСТУЭ, КСУЭР) любого мас­штаба: от отдельной подстанции или небольшого промышленного предприятия до энергосистем и холдингов; комплекс позволяет вести коммерчес­кий учет всех видов энергоносителей и решать за­дачи телемеханики и диспетчерского управления (рис. 1.182);

• ПТК «Апогей», предназначенный для авто­матизации контроля, технического учета и управ­ления на энергетических объектах и ТЭЦ промыш­ленных предприятий.

Основные характеристики отечественных АСКУЭ представлены в табл. 1.39.

Основные характеристики отечественных АСКУЭ

/ — уровень датчиков; II — уровень УСПД ЭКОМ-3000; III — уровень сервера опроса; IV уровень SQL-сервера предприятия; V — уровень АРМ предприятия

АСКУЭ «КТС Энергомера» включает устройства сбора и передачи данных (УСПД), объединенные стандартной промышленной шиной CAN (стандарт ISO 11898 фирмы «Bosh»). В состав оборудования системы входят центр обработки информации (ЦОИ) в составе коммуникационного сервера, сервера БД, рабочей станции на базе IBM PC, пульт управле­ния, преобразователи интерфейсов RS-232, RS-485, RS-422/CAN. АСКУЭ использует для передачи информации следующие виды каналов: выделен­ный канал, телефонный, радиоканал и GSM-ка-нал. АСКУЭ поддерживает электросчетчики с число-импульсными выходами (ЦЭ6805, Ф68700, ЦЭ6811 и др.), многофункциональные электросчетчики с ин­терфейсом RS-485 (ЦЭ6823М, ЦЭ6850 и др.).

АСКУЭ на базе ПТК «ЭКОМ-3000» представля­ет собой проектно-компонуемый модульный РС-со-вместимый промышленный компьютер (на шине ISA) с модулями аналогового, дискретного и чис-лоимпульсного (частотного) ввода и дискретного вывода. Также используются измерительные пре­образователи, счетчики и модули ввода-вывода с интерфейсами RS-232, RS-485, ИРПС. В качестве графического редактора используется MS Visio 2000. ПТК «ЭКОМ» применяется в электроэнергетике, металлургии и других отраслях промышленности.

Компонентами ПТК являются: ЭнергоКОМпью-тер «ЭКОМ-3000», MS SQL-сервер (могут исполь­зоваться базы данных Oracle, Dbase, Paradox), ПО (SQL-скрипты, клиенты MS SQL 7.0 и др.).

Компанией НПФ «Ракурс» созданы АСКУЭ на ОАО «Светогорский ЦБК» и АСОДУЭ на ОАО «Ар­хангельский ЦБК». Системы внедрены в 1999 и 2002 гг. и реализованы на базе модификации ПТК «Апогей» (ПТК «Ом-мега»), SCADA-системы Rakurs и БД MS SQL Server.

Из зарубежных АСКУЭ приведем АСКУЭ фир­мы «Siemens* типа Teleperm, работающей в струк­туре PCS7. Система построена на базе контролле­ров Simatic, станции распределенного ввода-выво­да Simatic ЕТ200, SCADA-системы WinCC и друго­го серверного и сетевого оборудования. Сбор и обработка сигналов в системе осуществляется стан­цией AS220EA.