ПИК ПРОГРЕСС
разработка, производство, внедрение АСУТП

Системы телемеханики и диспетчерского управления на основе ПТК "Космотроника"

Применение комплекса Космотроника для построения систем телемеханики и диспетчерского управления сложных, распределенных на площади объектов позволяет решать следующие задачи:

  • непрерывный и всеобъемлющий контроль состояния удаленного объекта;
  • дистанционное соблюдение заданного режима потребления электроэнергии (контроль нагрузки, соблюдение графика потребления и пр.);
  • дистанционное управление объектом;
  • удаленный контроль действий обслуживающего персонала;
  • автоматическая блокировка неправильных действий персонала;
  • повышение уровня организации учета энергоресурсов, оперативности и достоверности получения информации;
  • повышение безопасности, культуры производства и улучшение условий труда;
  • получение детальной информации о параметрах электросети, работы электрооборудования и осуществление диспетчеризации управления в режиме реального времени;
  • оптимизирование технологических режимов работы.

Более того, возможно расширение и наращивание системы в процессе ее эксплуатации, так как мы постоянно развиваем и совершенствуем наш комплекс.

Каждый контроллер конфигурируется под конкретную задачу, что делает систему наиболее оптимальной, ведь она формируется с учетом того, что действительно нужно данному предприятию. Поддержка стандартных протоколов передачи данных позволяет без ограничений использовать наше оборудование в других системах, а также включать оборудование сторонних производителей в состав комплекса. Наши приборы устанавливаются непосредственно на объектах и одновременно осуществляют измерение и обработку основных параметров, необходимых для управления технологическим процессом. Быстрая установка предельных уровней и режимов работы даёт возможность гибко управлять производственным процессом, перенастраивать его согласно меняющимся задачам.

Больше нет необходимости каждый раз направлять своих специалистов непосредственно на объект: параметризация и калибровка оконечных устройств осуществляется дистанционно. Благодаря широкому спектру используемых каналов связи – как проводных (Ethernet, RS-485, связь по силовым кабелям электросети 6-10 кВ, связь по телефонным линиям), так и беспроводных (радиоканал, GPRS, 3G) – система работает без сбоев в любых условиях и на больших расстояниях.


Программные и технические средства объекта управления

Структурно типичная АСУТП энергообъекта (в частности, подстанции электроснабжения) включает в себя:

  • Контроллер телемеханики. Представляет собой шкаф автоматизации (шкаф АСУЭ). Осуществляет сбор, обработку, передачу данных на верхний уровень, позволяет дистанционно управлять технологическими процессами. На схеме показано, что контроллер позволяет организовать канал ретрансляции данных с устройств релейной защиты на АРМ РЗА.
  • Измерительные приборы, средства сигланизации (УСО, счетчики, система контроля доступа, и пр.). Осуществляют сбор и первичную обработку данных с датчиков, выдачу управляющих и регулирующих воздействий на уровень исполнительных механизмов.
  • Локальное автоматизированное рабочее место (АРМ). Контроллер телемеханики объединен в единую локальную сеть вместе с пультом оператора – автоматизированным рабочим местом телемеханики (локальное АРМ), находящимся непосредственно на объекте. Кроме того, данные передаются на АРМ телемеханики верхнего уровня. С помощью программного средства АРМ ТМ осуществляется настройка прикладного программного обеспечения, наблюдение и управление работой объектов.
  • Коммуникационный сервер (сервер ввода-вывода). Является промежуточным звеном между контроллерами телемеханики и программным обеспечением верхнего уровня системы.

Контроллер телемеханики

Внешний вид шкафа АСУЭ

Внешний вид шкафа АСУЭ

Контроллер УСО-КО

Контроллер УСО-КО

Модуль ввода-вывода УСО-К

Модуль ввода-вывода УСО-К

Контроллеры телемеханики построены на базе шкафа АСУЭ "Космотроника" и содержат в своём составе промышленный контроллер УСО-КО (СШМК.467449.029-03), модули ввода-вывода, систему бесперебойного питания, и прочее оборудование. УСО-КО является вычислительным ядром и выполняет функции управления, контроля, измерения и обработки информации, а также координирует действия всех узлов контроллера.

Кроме задач телемеханики и диспетчерского управления, контроллер телемеханики обеспечивает канал ретрансляции данных на АРМ устройств релейной защиты (АРМ РЗА).

Модули УСО обеспечивают приём и выдачу всей номенклатуры сигналов, используемых на современных технологических объектах. Они предназначены для электрофизической стыковки и обеспечения необходимой гальванической изоляции аппаратуры контроллеров от датчиков и исполнительных механизмов, а также в случае интеллектуальных УСО – для автоматического опроса датчиков, предварительной обработки и оцифровки сигналов.

Для гарантии надежной работы алгоритмов блокировок и защит в контроллер телемеханики «Космотроника» заложена функция локального управления. Она заключается в следующем. Показатели текущего состояния коммутационных аппаратов, условий блокировок и самих блокировок собираются и проверяются контроллером. Если за время, необходимое для выполнения команды телеуправления, складываются условия на запрет телеуправления, то такое действие оператора будет заблокировано. Включение алгоритмов управления в работу контроллера нижнего уровня дает возможность сохранения функций блокировки ошибочных действий оператора и защиты коммутационного аппарата вне зависимости от состояния связи с верхним уровнем комплекса.

Программное обеспечение контроллеров телемеханики адаптировано под ОСРВ QNX 6.41, и решает следующие задачи:

  • получение значений аналоговых сигналов с аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с их последующей оцифровкой;
  • измерение состояния цифровых входов (телесигналов) и фильтрация дребезга контактов;
  • проверка входящих сигналов на достоверность;
  • сглаживание и фильтрация аналоговых значений;
  • выполнение функций телеуправления, как по команде оператора, так и автоматически по заложенным в контроллер условиям и алгоритмам;
  • сбор информации (в том числе – профилей) с приборов с интеллектуальным интерфейсом (счетчики электроэнергии Alpha, EuroAlpha, Alpha+, ультразвуковые расходомеры-счетчики, теплоконтроллеры ИМ2300, и т.п.);
  • формирование дополнительных расчетных сигналов и признаков состояния объекта контроля и управления по заложенным алгоритмам;
  • формирование информационных пакетов, считанных со счетчиков коммерческого учета, для последующей передачи на верхний уровень системы;
  • конфигурирование и настройку параметров посредством web-интерфейса.

Программный модуль веб-интерфейса позволяет непосредственно с контроллера, без установки дополнительного ПО, на экране браузера осуществить:

  • контроль доступа к контроллеру по веб-интерфейсу, администрирование ролей пользователей;
  • параметризацию контроллера;
  • выдачу текущих значений сигналов в виде таблиц;
  • отображение мнемосхемы объекта с индикацией на ней событий и текущих значений основных сигналов.

Коммуникационный сервер (сервер ввода-вывода)

Сервер ввода-вывода является промежуточным звеном между контроллерами и следующими потребителями информации:

  • вышестоящим сервером ввода-вывода “Космотроника”;
  • автоматизированными рабочими местами (АРМ) телемеханики верхнего уровня системы “Космотроника”;
  • АРМ устройств релейной защиты (АРМ РЗА);
  • диспетчерским щитом;
  • смежными информационными системами (поддерживается обмен по протоколам TCP/IP, Modbus RTU, сервер ввода-вывода может выступать как ОРС-сервер);
  • различными базами данных и базирующимися на них системами автоматического формирования документов (MS Access,ORACLE, SQL Server);
  • системами коммерческого учета электроэнергии.

В сервер встроены сервисные функции, обеспечивающие администрирование системы “Космотроника”:

  • мониторинг работы каналов связи и ведения статистики связи с контроллерами, периодическая сверка информации между сервером и контроллерами, тестирование связи с контроллерами (автоматическое и по запросу);
  • фиксация сбоев в работе оборудования и других системных событий, перезагрузки контроллеров, коррекции времени контроллеров и счетчиков коммерческого учета;
  • дистанционная параметризация одного или группы параметров в процессе функционирования;
  • изменение шкал, значений границ контроля, значений уставок и т.п.

Помимо сбора технологической информации с контроллеров, на сервере ввода-вывода формируются расчётные параметры по заданным формулам.

Контроллеры телемеханики «поддерживают» различные варианты передачи информации на верхний уровень: по изменению значения сигнала, по превышению (принижению) одной из шести возможных границ контроля (две аварийные, две предаварийные и две технологические), периодическая передача через заданный интервал времени и по запросу.

Параметры оцифровки и условия передачи для каждого сигнала могут быть изменены командами с сервера ввода-вывода непосредственно в процессе работы комплекса.

Единый диспетчерский пункт АСУТП

Верхний уровень системы телемеханики и АСДУ представляет собой единый диспетчерский пункт управления всеми АСУТП предприятия: АИИС КУЭ, АСТУЭ, АСДУ, автоматизированными котельными, и т.п. Он позволяет осуществлять контроль и управление объектами, распределенными на значительной площади (50 – 100 км.). Оперативный мониторинг внештатных ситуаций позволяет оператору быстро среагировать для предотвращения аварии. Уменьшение количества обслуживающего персонала сводит к минимуму такую частую причину аварий, как человеческий фактор.

Диспетчерский пункт может включать в себя следующие элементы:

  • Автоматизированные рабочие места телемеханики верхнего уровня (АРМ ТМ). С помощью программного средства АРМ ТМ осуществляется настройка прикладного программного обеспечения, наблюдение и управление работой объектов.
  • Диспетчерский щит. На диспетчерском щите наглядно представлено состояние всех объектов автоматизации для данного района.
  • Коммуникационный сервер. Выполняет функции связи с нижним уровнем, а также интеграции со смежными системами. В частности, на схеме представлено взаимодействие с системой оперативного контроля оборудования.
  • Веб-сервер (программный модуль "Вебмонитор"). Позволяет отображать мнемосхемы, а также выдавать различные отчеты непосредственно на экране браузера (веб-АРМ).

Программный комплекс "Автоматизированное рабочее место "Телемеханика" (АРМ ТМ)

Экранная форма подстанции электроснабжения на экране АРМ ТМ

Экранная форма подстанции электроснабжения на экране АРМ ТМ

Автоматизированное рабочее место «Телемеханика» (АРМ ТМ) входит в состав программно-аппаратного комплекса “Космотроника” и является системой реального времени.

АРМ ТМ обеспечивает настройку ПО, наблюдение и управление работой объектов. Используется для решения задач телемеханики (ТМ) - телеизмерения, телесигнализации, телеуправления, а также для задач коммерческого (АСКУЭ) и технического (АСТУЭ) учёта электроэнергии.

Работая совместно с ПО «Коммуникационный сервер», АРМ делает возможным организовать сбор данных с объектов, распределенных на значительной площади, в единый центральный диспетчерский пункт, где информация выводится в удобной наглядной форме на экранах и диспетчерских щитах.

Автоматизированное рабочее место «Телемеханика» имеет простой и интуитивно понятный графический интерфейс, что делает программу доступной и легкой в использовании даже для начинающих пользователей.

Основные возможности АРМ ТМ

  • Создание графических изображений объектов и элементов управления, именуемых далее экранными формами;
  • Отображение состояния объектов, а также наработок оборудования на экранных формах, а также в виде таблиц и графиков;
  • Управление исполнительными устройствами объектов и программами на удаленных контролируемых пунктах;
  • Администрирование доступа в АРМ ТМ и к различным службам, защита от несанкционированного доступа;
  • Генерация отчетов для вывода расхода энергии, мощности, воды и т.д. за сутки или посуточно в виде таблиц Excel или графиков на основании настраиваемых заготовок отчетных форм;
  • Контроль полноты данных со счетчиков электроэнергии с запросом недостающей информации как в ручном, так и в автоматическом режимах;
  • Отображение мощностей в электрических сетях в виде таблиц и графиков по технологическим значениям электроизмерительных счетчиков;
  • Выдача визуальной и звуковой сигнализации при возникновении аварийных и предаварийных состояний, озвучивание событий голосовыми сообщениями;
  • Планирование изменения во времени граничных значений телеизмерений;
  • Ведение архива поступивших с объектов данных в течение заданного времени, а также ретроспективный анализ этих данных на протяжении выбранного интервала времени;
  • Ведение базы данных настроек АРМ ТМ с возможностью изменения ключевых настроек в процессе работы ПО;
  • Составление макрокоманд из набора команд управления, запросов состояний и проверки связей. Планирование исполнения составленных макрокоманд по расписанию;
  • Проведение профилактических работ с архивом и другими службами АРМ ТМ в указанное пользователем время суток;
  • Запросы состояний контроллера и коммуникационного сервера (КС), проверки связей с ними;
  • Обеспечение работы диспетчерского щита и управление его составляющими;
  • Поддержка работы с множеством мониторов.

Применение ПТК "Космотроника" для построение систем телемеханики и АСДУ на предприятиях нефтегазового комплекса России

Нефтегазовая отрасль — основное направление российской экономики, развитие которой немыслимо без постоянного совершенствования технологии, техники, организации управления производством на основе достижений науки и техники. В связи с тем, что сырьевая база данной отрасли расположена в труднодоступной зоне России (вечная мерзлота и низкая температура), появляются дополнительные требования к применяемому оборудованию, информационному обеспечению и автоматизации объектов.

«ПИК ПРОГРЕСС» предлагает на российском рынке оборудование и программное обеспечение собственного производства (ПТК «Космотроника»), которое позволяет адаптироваться под различные задачи автоматизации объектов нефтегазовой отрасли, находящихся в суровых условиях эксплуатации.

В настоящее время ПТК «Космотроника» нашел широкое применение на объектах ОАО «Сургутнефтегаз» (кусты и скважины, котельные, электрические подстанции и другие энергообъекты) для решения задач телемеханики (ТМ) - телеизмерения, телесигнализации, телеуправления, а также для задач коммерческого (АСКУЭ) и технического (АСТУЭ) учёта электроэнергии.

ПТК «Космотроника», так же, используется на более 50% энергообъектов Самотлорского месторождения ОАО «НК «Роснефть» для решения задач телемеханики (ТМ).

Смотрите также: