4 Моніторинг і системи керування

У даному розділі розглядаємо механізми і принципи роботи автоматизованої системи диспетчерського керування (АСДК) з метою підвищення рівня контролю та керування технологічними процесами, використанням енергетичних ресурсів.

Розглянемо декілька варіантів систем. Інформація про оперативні інформаційні комплекси (ОІК) зведена у таблицю 4.1.

Таблиця 4.1 Зведена порівняльна таблиця по ОІК

характеристики		ОІК «Дельта»	SCADA фірми ALSTOM		ОІК «ДС-20»		ОІК на базі системи «Trace Mode»	ОІК АСДК фірми «Інком»
1		2	3		4		5	6
ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Операційна система комп'ютерів, що виконують загальносистемні циклічні функції		MS Windows NT/2000		UNIX	Open VMS	MS Windows NT 4.0 (2000)		Unix (Linux)
Тип та частота процесора		Pentium II і вище. 450 MHz і вище		Alpha процесор (DS-20)	Alpha процесор із частотою 300 МГц і вище	Не нижче Pentium-100, однак рекомендується Pentium-II 233, Celeron-300 і вище.		min: Pentium II 266 MHz, рекомендується P-III-450
Необхідний обсяг оперативної й дискової пам'яті	RAM	64 MB і вище		2 Гб	Від 64 Мб	Від 32 Мб (реком. 64Мб)		64 MB і вище
	HDD	10 GB і вище		15 Гб	Від 4 Гб	Не менш 800 Мб, (із установленої ОС)		800 MB, глибина архівів пропорційна вільному дисковому простору на сервері

1	2	3	4	5	6
БАЗА ДАНИХ РЕАЛЬНОГО ЧАСУ (БДРЧ)
Побудована на файлах або реляционна	ПМЗ і реляционна БД	На файлах, копіюється в СУБД Oracle	Файлова, прямій доступ до даних	Файлова, через ODBC може переводитися в Oracle	Спеціалізована БДРЧ і реляционна СУБД MySQL, може перевод. в Oracle
Можливість створення циклічних, псевдоциклічних, імпульсних архівів, архівів змін, архівів подій	архів змін, цикл., планів й подій	Всі типи архівів, крім псевдоциклічних	Всі типи архівів, крім архіву змін	збереження архівних даних із заданою циклічністю й фіксації в архіві подій	Всі типи
Відновлення БДРЧ із інших носіїв або з резервного комп'ютера	Наявні функції СУБД	так	Так. Засобами ОС	Є спец. режим автоматич. восстанов. даних після збою	так
Ручне уведення параметрів	так	так	так	так	так (дискретних, аналогових)
Наявність системи реєстрації всіх дій користувача з оцінкою часу	Є (архів подій)	так	розробляється	Є можливість фіксації всіх дій користувача з оцінкою часу у звіті подій	так
ДОДАТКОВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Диспетчерський тренажер	Немає даних	В Scada ЕС відсутній	Немає даних	Може бути підключений. Як стандартна функція «Керування по моделях».	так
Можливість стикування SCADA ЕС із SCADA НЕК «Укренерго»	Обмін ЦБІ по телемеханічних каналах і реплікація БД РЧ	так	Немає даних	Можливо	при наявності відкритого інтерфейсу в SCADA НЕК «Укренерго»
Можливість модернізації програмного забезпечення	Немає даних	За умови попереднього узгодження з фірмою ALSTOM	Немає даних	так	так

1	2	3	4	5	6
Надання редактора мнемосхем і віконних форм	Надається редактор елементів, схем і віконних форм	так	Система відображення має у своєму составі спеціалізований графічний редактор, електронні таблиці й засоби для побудови графіків	Входить до складу інструментальної системи	так
Аварійна сигналізація	вікно повідомлень, мерехтіння, звукова сигналізація	Можливість установки різних груп авар. сигналізації зі створенням пріоритетів	Немає даних	Виконується й може бути реалізована в різному виді, у тому числі й у вигляді звукового ряду.	так
Надання повного набору довідкової й експлуатаційної інформації	Надається комплект документації на магнітному носії	Англійською мовою (на магнітному носії й у твердій копії).	На машинному носії; тверда копія - в 1 экз.	так	Надається в повному наборі документація необхідна для експлуатації й супроводу системи
Строки впровадження	Визначаються договірними відносинами, строками поставки технічних засобів	1-2 року, залежно від швидкості заповнення БД	Немає даних	Проект може бути виконаний за 6 місяців	Можливе поетапне введення проекту
Гарантійні зобов'язання	Визначаються договірними відносинами, але не менш 1 року	1 рік	Немає даних	При правильній організації впровадження довічні	Визначаються договірними відносинами, але не менш 1 року
Орієнтовна вартість впровадження системи	228 тис. у.о.	194 тис. у.о.	87 тис. у.о.	251 тис. у.о.	186 тис. у.о.

За даними наведеним у таблиці 4.1 можна зробити наступний аналіз:

- більшість ОІК використовує операційну систему Windows, але є такі, що базуються на сімействі Unix (АСДК описані в графах 3 та 6) –– це некомерційна система, вона розповсюджується безкоштовно, має міцну підтримку в Інтернеті, і вже доказала світу свою надійність, отже краще обирати комплекс, що використовує Unix;

- найвищі технічні вимоги має ОІК №3 (RAM – 2 Гб; HDD – 15 Гб) – це може свідчити про як громіздке та некомпактне програмне забезпечення, так і про досить досконалий опис роботи головних процесів та швидкість їх обробки; найменші вимоги у систем №5 та №6 (RAM – 64 Гб; HDD – 0,8 Гб), але вони не низькі, а скоріше більш оптимальні, отже краще обирати систему з такими параметрами;

- за характеристиками БДРЧ явним лідером є комплекс №6: дозволяє перехід з бази MySQL в Oracle; також є можливість створення циклічних, псевдоциклічних, імпульсних архівів, архівів змін та подій; відновлювати БДРЧ із інших носіїв або резервного комп’ютера; має систему реєстрації всіх дій користувача з оцінкою часу;

- ОІК №5 та №6, на відміну від інших розглянутих комплексів, мають диспетчерських тренажер (що досить важливо для підготовки персоналу) та повний набір додаткової та експлуатаційної інформації;

- найдоступнішою за ціною є система №4, але вона також має низьку функціональність; найдорожча система №5, але за своєю функціональністю та характеристиками їй не поступається ОІК №6.

За проведеним аналізом різних оперативно-інформаційних комплексів можна зробити висновок, що найбільш оптимальним є впровадження ОІК АСДК фірми «Інком» (№6), отже розглянемо її більш детально.

4.1. Автоматизована система диспетчерського контролю.

Система забезпечує облік і контроль витрати енергоносіїв: електроенергії, газу, пари, гарячої й холодної води. Розглянемо два варіанти: просту (локальну) і більше складну (глобальну), що зображені на малюнках 4.1 й 4.2 .

Малюнок 4.1 На даній блок-схемі зображена локальна система автоматичного обліку й контролю витрати енергоносіїв.

Ця (локальна) система застосовна до невеликих підприємств у яких виробничі й господарські об'єкти розміщені не далеко друг від друга.

Для підприємств, у яких розміщення їхніх об'єктів не обмежується однією територією передбачена більше складна (глобальна) система, малюнок 4.2

Малюнок 4.2 На даній блок-схемі зображена складна система автоматичного обліку й контролю витрати енергоносіїв.

Для такого підприємства, як Севастопольська ТЕЦ, де виробничі й господарчі об’єкти розташовані на одній території краще підходить перший варіант.

4.2. Основні функції системи.

АСДК призначена для рішення завдань оперативного контролю й керування технологічними процесами на підприємстві:

• оперативного керування режимами роботи технологічних об'єктів;

• контролю оперативних перемикань;

• передачі аварійних сигналів, попередження оперативного персоналу про комутаційні зміни й відхилення параметрів від заданих технологічних граничних меж;

• контролю споживаної енергії, води й газу;

• виконання графіка навантажень для раціонального використання енергоресурсів;

• ретроспективного аналізу аварійних ситуацій;

• зберігання ретроспективної інформації про режими роботи технологічних об'єктів;

• ведення оперативної документації;

• планування режимів роботи технологічних об'єктів;

• короткострокового прогнозу енергоспоживання, розрахунку добового балансу електроенергії й ін.

АСДК є інтегрованою системою, до складу якої можуть входити наступні функціональні підсистеми:

• телемеханіка;

• комерційного обліку енергії (АСКУЭ);

• технічного обліку енергії й ресурсів;

• релейних захистів й автоматики (РЗА);

• реєстрації аварійних подій;

• автоматичного регулювання;

• діагностики технічного стану основного встаткування.

4.3. Структура системи

4.3.1. Загальна структура системи

Структура АСДК підприємства будується по розподіленому ієрархічному принципу, у відповідності зі структурою адміністративного керування підприємством і відповідає вимогам ДСТУ 3451-96 "Техічні засоби для розподілених автоматизованих систем керування технологічними процесами. Загальні вимоги до спряження виробів".

Структура системи наведена на малюнку 4.3.

У структурі системи можна виділити три основних рівні керування:

Технол. сервер (основний)

Технол. сервер (резервний)

АРМ диспетчера

До систем верхнього рівня (об’єднання) та суміжних систем

Офіс підприємства

Маршрутизатор

Сервер збору даних (основний)

Локальна мережа офісу

(персонал РЗА, енергообліку, керівництво)

Модем (пул)

Система передачі даних підрозділу (виділені канали зв’язку)

Модем

АРМ чергового або панель оператору (опціонально)

RS-232/RS-485

Modbus

Контролер що програмується

RS-232

RS-485/Modbus/Ethernet

Аналогові, дискретні, імпульсні входи, виходи від термопар та термометрів опору, аналогові та дискретні виходи

Пристрої РЗА

Лічильники електроенергії

Технологічний об’ект

Маршрутизатор

Локальна мережа офісу

(персонал РЗА, енергообліку, керівництво…)

Корпоративна мережа підприємства

Контролери що програмуються

Координуючий ешелон

АРМ диспетчера (оператора)

Сервер збору даних (резервний)

Локальний ешелон

малюнок 4.3 Структурна схема АСДК

локальний ешелон –– технологічні об'єкти - обладнання системи тут безпосередньо пов'язане з технологічним устаткуванням і забезпечує формування, збереження й підготовку даних до видачі на верхній рівень керування й реалізацію керуючих команд;

координуючий ешелон –– пункти керування підрозділів (районів, цехів), устаткування системи тут пов'язане з персоналом пунктів керування (центрів обліку) підрозділів і здійснює збір й обробку технологічної інформації нижнього рівня й керування об'єктами, що перебувають у компетенції підрозділу, частина технологічної інформації й прав по керуванню об'єктами передається на наступний, верхній рівень керування;

організуючий ешелон –– пункт керування підприємства, верхній рівень керування АСДК й вузол інформаційної взаємодії з вищестоящою й суміжною системами.

Введення системи в дію може виконуватися поетапно, при цьому на всіх рівнях системи встаткування розділяється на дві групи: першочергове встаткування й устаткування на перспективу.

До першочергового відноситься встаткування, без якого система в принципі не зможе функціонувати: програмувальні контролери (по одному на об'єкт керування), комунікаційне встаткування для зв'язку пунктів керування з об'єктами, сервери збору даних, автоматизовані робочі місця диспетчерів (по одному АРМ на пункт керування), модеми для зв'язку між пунктами керування й маршрутизатор пункту керування підприємства.

До перспективного відноситься устаткування, запровадження в дію якого пов'язаний зі збільшенням обсягів оброблюваної інформації й розширенням функцій системи.