Диплом Маши / Не дерьмо / Статья
.docП.Волчуков, д.т.н., Н.Н.Титов,инж.
Построение информационной системы контроля и учёта энергоресурсов
промышленного предприятия.
В роботі викладені результати розробки архітектури атоматизованної системи контролю та обліку енергоресурсів промислового підприємства. Надані рекомендації щодо вибіру апаратних та програмних засобів цієї системи. Сформульовані основні принципи побудови інформаційних систем такого типу, а також описані їх функціональні можливості.
Одной из основных целей построения энергорынка является создание условий конкуренции на уровне энергоснабжения потребителей. При этом, в первую очередь, крупные потребители электроэнергии вправе выбирать себе поставщиков электроэнергии. В странах Европейского Сообщества в настоящее время таким правом могут воспользоваться (согласно Директиве ЕС-96/92) предприятия с годовым потреблением более 20 Гвтч., а с 2003 года эта цифра понизится до 9 ГВтч. В Украине реально этим правом пользуются рентабельные предприятия, способные рассчитываться за электроэнергию и другие энергоресурсы “живыми деньгами”. Как правило, такие предприятия предпочитают работать с независимыми поставщиками, имеющими возможность поставлять электроэнергию по нерегулируемому тарифу. Указанное обстоятельство, а также введение системы многозонных тарифов и другие мероприятия по управлению электропотреблением в условиях энергорынка требуют создания, в первую очередь на энергоёмких предприятиях, эффективных информационных автоматизированных систем контроля и учёта энергоресурсов (АСКУЭ).
Основные требования при построении современных информационных систем (ИС) типа АСКУЭ изложены в [1,4].
Ниже предлагается один из вариантов построения архитектуры АСКУЭ промышленного предприятия с использованием современных аппаратных и программных средств (Рис.1).
Предлагаемая информационная система полностью отвечает требованиям концепции построения автоматизированных систем учета электроэнергии в условиях энергорынка [2,3]. АСКУЭ обеспечивает коммерческий и технический учет электроэнергии, оперативный контроль текущей нагрузки, коммерческий учет и оперативный контроль потребления или отпуска газа, средства поддержки принятия решений при планировании электропотребления и выработки энергосберегающей политики предприятия. АСКУЭ реализована в рамках архитектуры клиент-сервер на основе СУБД Oracle в средах Windows NT и Windows 95. Система обладает большой гибкостью в отношении изменения схем подключения и правил проведения расчетов. Пользователю предоставляется широкие возможности по формированию групп учета (тарифных составляющих), настройке выходных форм, подготовке отчетов. В настоящее время система поддерживает устройства учета электроэнергии типа ITЕK-210, ЦТ 5000, широкую номенклатуру счетчиков электроэнергии с импульсным или цифровым выходом отечественных и зарубежных фирм производителей. Датчики, применяемые для контроля первичных параметров газа, должны иметь выход по стандарту Bell 202. Примененные при создании АСКУЭ принципы построения системы и средства разработки позволяют без значительных затрат масштабировать систему для применения как на небольших предприятиях, так и крупных промышленных гигантах или в территориально распределенных системах, имеющих сложную структуру точек учета поступления отпуска и распределения электроэнергии и газа. Система может быть адаптирована и для учета теплоэнергии, воды, пара и других энергоресурсов. При этом в качестве первичных источников информации могут использоваться счетчики с импульсным или цифровым (при наличии открытого протокола) выходом, эксплуатируемые на предприятии.
АСКУЭ разрабатывалась как открытая, гибкая, многофункциональная и многопользовательская система. Графический интерфейс и база данных являются основными компонентами, определяющими ценность системы с точки зрения конечного пользователя.
Ядром системы является СУБД Oracle 7. В базе данных хранится вся информация о структуре системы и ее текущей конфигурации, данные о пользователях и клиентах системы, вся информация, получаемая с точек учета или при обработке первичных параметров.
Открытость архитектуры АСКУЭ предполагает интеграцию системы как со смежными АСКУЭ, так и с другими автоматизированными системами. Это достигается благодаря использованию стандартных интерфейсов и протоколов обмена данными (SQL/ODBC, DDE, обмен текстовыми файлами через электронную почту).
Многофункциональность системы обеспечивает локализацию разнообразных задач, начиная с настройки и конфигурирования, коммуникационных функций и задач контроля и учета, и заканчивая системой разработки пользователем своих элементов интерфейса и методик расчетов в рамках единой системы, применение во всех этих задачах единого подхода, единой информационной базы и инструментов разработки.
Использование технологии “клиент-сервер” обеспечивает возможность одновременной работы с системой множества пользователей, выполняющих как различные, так и однотипные функции, а также подключение к системе в режиме “клиента” других автоматизированных систем.
В АСКУЭ реализован многооконный графический интерфейс пользователя. Выбор выполняемых функций и управление режимами отображения осуществляется через меню системы и кнопки управления, расположенные на панели инструментов.
Существуют следующие режимы работы системы:
Монитора – для отображения параметров, контролируемых и учитываемых АСКУЭ по точкам/группам учета. Отображение происходит в виде таблиц и/или графиков;
Формирования отчетов – для автоматического формирования по заданным шаблонам, редактирования и вывода отчетов на печать;
Администратора – для определения списка пользователей системы и списка задач, с которыми пользователи могут работать.
Монитор АСКУЭ – это основной инструмент доступа к информации базы данных. С помощью монитора производится доступ, выборка, обработка и визуализация информации базы данных. С помощью монитора реализовано выполнение основных функций АСКУЭ. Тип монитора выбирается пользователем из списка имеющихся мониторов в соответствии с полномочиями пользователя. При открытии монитора пользователь определяет группу наблюдения (например группу потребителей, сектор экономики или район области), период и форму отображения (графическую или табличную). При необходимости, пользователь может самостоятельно создавать мониторы на основании имеющегося набора шаблонов.
АСКУЭ содержит мощную и гибкую систему подготовки отчетов. В поставку системы входят формы основных отчетов, используемых на предприятиях энергосбыта. При необходимости, можно легко расширить имеющийся список – в АСКУЭ имеется редактор отчетов, с помощью которого, пользуясь средствами MS Excel, можно легко разработать новые формы отчетов.
Служба экспорта-импорта предназначена для организации обмена данными по учету электроэнергии.
С помощью задачи “Редактор” существует возможность вводить и описывать точки, группы учета и присоединения, задавать параметры приборов учета. Используя редактор форм и отчетов можно на основании имеющихся шаблонов создавать новые формы и отчеты.
АСКУЭ отдельных предприятий или районов могут объединяться и входить в АСКУЭ более высокого уровня. При этом информационное взаимодействие между системами может осуществляться как на уровне доступа непосредственно к устройствам учета (к подсистемам нижнего уровня), так и посредством взаимодействия баз данных с использованием интерфейсов SQL/ODBC и DDE или при помощи электронной почты.
В соответствии с требованиями по производительности и надежности, платформой серверов АСКУЭ должны быть компьютеры с характеристиками не ниже. Для сервера базы данных: процессор - Pentium 166 МГц; оперативная память - не менее 64 МБ; кеш – память-512 КБ; шина- PCI; дисковая память- 8 ГБ SCSI; устройство архивирования; устройство бесперебойного питания; операционная система - Windows NT Server. Для коммуникационного сервера и АРМов АСКУЭ: процессор- Pentium 166 МГц; оперативная память- не менее 16 МБ; кеш – память- 512 КБ; шина- PCI; дисковая память- не менее 1 ГБ; видео подсистема- PCI, VESA, 1 МБ VRAM; устройство бесперебойного питания; мышь; операционная система - Windows 95/Windows NT.
Верхний уровень системы представляет собой локальную вычислительную сеть, включающую в себя сервер базы данных, коммуникационный сервер с аппаратурой связи, автоматизированные рабочие места административного и технического персонала. В зависимости от масштаба объекта контроля аппаратура верхнего уровня может представлять собой как одну ПЭВМ типа IBM PC, выполняющую все указанные функции, так и крупномасштабную распределенную вычислительную систему, включающую в себя UNIX–серверы и десятки автоматизированных рабочих мест. АСКУЭ также может сопрягаться со смежными системами (автоматизированной системой расчета с потребителями, автоматизированной системой диспетчерского управления нашей разработки), которые выступают как клиенты базы данных АСКУЭ и обмениваются с ней по интерфейсу SQL/ODBC.
Аппаратура нижнего уровня обеспечивает контроль параметров электропотребления, потребления воды, производства или потребления тепла и газа отдельными структурными подразделениями и предприятием в целом и передачу их на верхний уровень системы. Аппаратура нижнего уровня работает в автоматическом режиме и не требует вмешательства технического персонала. Базовыми системами нижнего уровня являются существующие системы учета электроэнергии типа ИТЕК-210, ЦТ-5000, интеллектуальные электронные счетчики электроэнергии (типа Альфа или Евро-Альфа, производства компании АВВ), объединенные в локальную сеть. Также возможно использование устройств учета и счетчиков других типов, имеющих стандартный интерфейс.
Подсистемы верхнего уровня строятся на базе локальных вычислительных сетей предприятий. В качестве каналов связи между системами разных уровней (предприятия, района, области) используются выделенные двух- или четырех-проводные линии связи и протоколы TCP/IP. Для связи между подсистемами АСКУЭ нижнего и верхнего уровней используются протоколы систем телемеханики, устройств учета и электронных счетчиков.
Использование предложенной архитектуры построения АСКУЭ создаёт условия для эффективной энергосберегающей деятельности промышленного предприятия и адаптации его к рыночным преобразованиям в энергетике.
Список литературы: 1. Стогний Б.С., Кириленко А.В. и др. Теоретические основы построения микропроцессорных систем в электроэнергетике. – Киев: Наукова думка, 1992. –320с. 2. Плачков И.В., Гинайло В.А., Праховник А.В. и др. Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии для энергоснабжающей компании. “Учёт и контроль энергоресурсов”, -Киев, №1, 1998, с.11-23. 3.Волчуков Н.П., Кирик С.В. Построение системы контроля и учёта электропотребления в условиях энергорынка. Труды ХГПУ, -Харьков, вып.№7, 1999, с.88-91. 4. Волчуков Н.П., Титов Н.Н., Черемисин Н.М. Пути развития информационно-управляющих систем энергоснабжающих компаний. Техническая электродинамика, -Киев, Темат. вып., Ч.1, с.22-28