5.3 Система диспетчерского управления

Диспетчеризация – процесс централизованного оперативного контроля, управления, координации какого-либо процесса с использованием оперативной передачи информации между объектом диспетчеризации и пунктом управления.

Применение современных систем автоматического оперативного диспетчерского управления обеспечит выполнение следующих функций:

1. управляющих:

– дистанционное управление исполнительными механизмами;

– логическое управление операциями;

2. информационных:

– визуализацию технологического процесса;

– централизованный контроль состояния всех необходимых параметров ;

– дистанционный контроль состояния механизмов;

– формирование и выдачу оперативных и архивных данных о состоянии системы и действиях обслуживающего персонала;

3. защитных:

– диагностику и предотвращение аварийных ситуаций;

– аварийное отключение агрегатов системы в случае возникновения аварийной ситуации;

Система представляет собой иерархическую трехуровневую систему в составе:

1. Верхний уровень:

Центральный диспетчерский пункт (ЦДП) управления и диспетчеризации, располагаемый в помещении главного щита управления.

К функциям верхнего уровня управления (автоматизированное рабочее место  диспетчера) относятся следующее:

– сбор, обработка, отображение в удобной для диспетчера форме мнемосхем и автоматическое архивирование в базе данных информации о состоянии систем;

– учет расхода и отдачи электроэнергии станции;

– визуальная и звуковая сигнализация диспетчеру, а также регистрация в протоколе и базе данных аварийных ситуаций, отклонений измеряемых параметров от заданных пределов, отказов оборудования;

– предоставление информации из базы данных в виде трендов, таблиц, диаграмм

– ведение оперативной документации (журналов, отчетов, рапортов), формирование сменных и суточных ведомостей;

– дистанционное управление оборудованием;

– автоматическая регистрация действий диспетчера;

– диагностика состояния технических средств системы, локализация, сигнализация и регистрация отказов оборудования системы;

– парольная защита от несанкционированного доступа в систему

ЦДП оснащается:

Стойка основного управляющего контроллера SIMATIC S7-300C;

Стойка резервного управляющего контроллера SIMATIC S7-300C;

Резервированные серверы DBSбазы данных MSSQL с устройством архивирования и средствами формирования и публикации отчетности;

Основной и резервный коммутаторы (Switches) локальной сети Ethernet100 Mbit/s;

Главный оптический кросс связи;

Преобразователи оптического интерфейса Profibus в интерфейс Profibus/RS-485, обеспечивающие формирование топологии сети звезда в соответствии со стандартом Profibus;

Система бесперебойного питания на базе источника бесперебойного питания POWERWARE, запитываемая от двух независимых фидеров 220 VAC.

2. Средний уровень:

Контролируемый пункт, оснащаемый стойками измерения и управления на базе промышленных контроллеров. Стойки располагаются непосредственно в распределительном устройстве и обеспечивают опрос датчиков и измерительных приборов, а также управление исполнительными механизмами на контролируемом объекте. В составе каждой стойки измерения и управления контролируемых пунктов предусмотрены:

Контроллер телемеханики контролируемого пункта PLC-RC VME-9300;

Источник бесперебойного питания контролируемого пункта 220 VAC;

Электрический кросс для подключения электрических кабелей от датчиков и исполнительных механизмов;

Два взаимно резервирующих друг друга преобразователя 220 VAC/ 24VDC для запитки сигналов "сухой" контакт;

Оптический кросс для подключения и разводки оптического кабеля связи с центральным диспетчерским пунктом (ЦДП);

OLM Optic Link Module - преобразователь оптического Profibus интерфейса в интерфейс Profibus (RS-485).

3. Нижний уровень:

Счетчики электрической энергии, датчики положений и др.; устройства преобразования (нормализации) сигналов, обеспечивающие непосредственное измерение контролируемых физических величин, а также исполнительные механизмы, обеспечивающие выполнение управляющих воздействий.

Сигналы коммерческого и технического (оперативного) учета электроэнергии рассматриваются в Техническом задании в качестве аналоговых сигналов, измеряемых через преобразователи/ нормализаторы сигналов, поступающих с установленных на фидерах трансформаторов тока и напряжения, а также счетчиков активной и реактивной энергии, установленных в РУ. В настоящий момент на предприятии установлен пункт АИИС КУЭ позволяющий осуществлять измерение следующих параметров электрической энергии:

–Измерение активной и реактивной энергии и мощности в двух направляениях;

– токи пофазно;

– напряжение пофазно;

– частота (измеряется по фазе А);

– угол между током и напряжением каждой фазы;

– углы фазных напряжения по отношению к напряжению фазы А;

– углы фазных токов по отношению к напряжению фазы А;

– коэффициент мощности пофазно и суммарно по трем фазам;

– мощность активная пофазно и суммарная по трем фазам;

– мощность реактивная пофазно и суммарная по трем фазам;

– мощность полная пофазно и суммарная по трем фазам.

Применение в счетчиках интерфейса RS-485 и возможность объединение в сеть RS-485 до 31 счетчиков, позволяет задействовать для опроса каждых 31 счетчиков, установленных на контролируемом объекте только один порт RS-485 в контролере учета электроэнергии PLC-PM-IUC-9300. Таким образом для опроса максимально возможного количества счетчиков не превышающего 80 шт. достаточно 3 портов RS-485 в контроллере. Такое решение существенно удешевляет систему.

В соответствии с техническим заданием, следующие сигналы рассматриваются, как сигналы существующих на объекте измерительных средств и исполнительных механизмов и распределяются на электрическом кроссе стойки измерения и управления контролируемого пункта для опроса и обновления контроллером телемеханики PLC-RC-VME-9300:

– сигнализация состояния высоковольтных масляных выключателей ячеек (включен/отключен/ аварийно отключен);

– сигнализация состояния высоковольтных разъединителей ячеек (включен/отключен);

– общестанционные сигналы (авария, неисправность, контроль в оперативных целях);

– управление высоковольтными выключателями ячеек;

– управление приводами разъединителей ячеек;

– автоматический контроль оперативных переключений;

– дистанционное управление выключателями;

– дистанционное управление разъединителями;

– измерение температуры контактов в установленных точках;

– другие измеряемые и регулируемые параметры.

На этапе разработки и согласования спецификаций на поставку технических средств и программного обеспечения для АСОДУ может быть обеспечена поставка измерительных средств, исполнительных механизмов и других необходимых компонентов нижнего уровня АСОДУ.

В качестве устройств сбора и первичной обработки информации выбраны программируемые логические контроллеры Simatic S7-300 фирмы Siemens.

В качестве универсальной технологии обмена данных между верхним и средним уровнями системы (Центральной диспетчерской и контролируемыми пунктами) предлагается применить технологию стандартной промышленной шины Profibus.

Основные эффекты от внедрения:

– повышение производительности и культуры труда, а также эффективности использования трудовых ресурсов диспетчерского аппарата и обслуживающего персонала;

– повышения качества регулирования за счет автоматизации планирования и прогнозирования затруднений в работе, а также своевременного принятия мер по их предупреждению;

– повышение показателей выполнения графика за счет расширения информационного обеспечения;

– ускорение процесса сбора, передачи, протоколирования информации и минимизации информационных задержек;

– снижение затрат на формирование отчетных документов за счет применения технологии электронного документооборота с использованием единого информационного пространства;

– сокращение энерго- и материалоемкости систем управления за счет использования средств вычислительной техники;

– сокращение числа обслуживающего персонала за счет обеспечения высоких надежностных показателей в системе.