• архивирование  аналоговых и дискретных параметров с циклом от 1    секунды и более;

• контроль работоспособности всего технологического оборудования и индикация технологических и аварийных ситуаций на объектах нарушений.

    В то же время «Оперативно-информационный комплекс» системы АСУ ТП должен осуществлять бесперебойную передачу данных телеизмерений.

    Оперативно-диспетчерскому управлению (ОДУ) своего региона. Только часть из представленных сегодня на рынке программно-технических комплексов для построения системы ОИК способно обеспечить выполнение всех требований вышеупомянутых регламентов и сделать систему управления эффективным инструментом поддержки и оптимизации производственного процесса.

    Разработка  и внедрение интегрированных  автоматизированных систем управления на энергообъектах позволяет:

• Повысить надежность и качество электроснабжения потребителей, за счет сокращения числа аварийных ситуаций и ликвидации их последствий;
• Сократить число эксплуатационного персонала на объекте и/или перейти к работе без постоянного обслуживающего персонала;
• Повысить надежность управления подстанциями и станциями в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах;
• Своевременно предоставить оперативному персоналу достоверную информацию о ходе технологического процесса, состоянии оборудования и средств управления;
• Обеспечить персонал ретроспективной технологической информацией (регистрация событий, регистрация параметров технологического процесса) для анализа, оптимизации и планирования работы оборудования и его ремонта.

    Часть 2. Выбор структуры и оборудования систем

    2.1 Выбор схемы построения  АСУ ТП

Система управления имеет иерархическую 2-х  уровневую структуру.

• 1-ый уровень (базовый) образуют:

• МПРЗА – микропроцессорная релейная защита и автоматика;
• Датчики аналоговые;
• Микропроцессорные измерительные преобразователи;
• УСО – устройство связи с объектом;

    Данный  уровень реализует функции защиты и контроля оборудования, а также  оперативного управления коммутационными  аппаратами. Кроме того, устройства нижнего уровня формируют первичную  информацию нормального и аварийного режима, используемую на последующих  уровнях системы управления.

• 2-ой уровень (верхний) образуют:
• необслуживаемое устройство сбора и передачи данных (УСПД) обеспечивающий обмен информацией с устройствами базового уровня АСУТП, и передачу информации в SCADA-сервер АСУТП. Помимо этого УСПД обеспечивает синхронизацию времени в системе;
• SCADA-сервер АСУТП обеспечивающий обмен информацией с УСПД, для обработки, анализа поступающей информации, ведения баз данных а также визуализации работы оборудования;
• мобильное автоматизированное рабочее место (АРМ) дежурного, предназначенное для отображения необходимой информации, контроля и управления оборудованием подстанции и взаимодействия с терминалами МП РЗА (управление оборудованием). В состав АРМ дежурного входят следующие компоненты: переносной ПК (с установленным «клиентским» ПО), лазерный принтер (печать отчетов, …), матричный рулонный принтер (печать событий, …);
• мобильное автоматизированное рабочее место инженера-релейщика, предназначенное для контроля и управления терминалами МП РЗА (конфигурирование) В состав АРМ инженера-релейщика входят следующие компоненты: переносной ПК (с установленным ПО).

    На  рис. 1 представлена иерархическая структура АСУТП. 

    

    2.1.1 Верхний уровень АСУТП

 

    Верхний уровень АСУТП, решает задачи алгоритмизации и визуализации процессов управления.

    2.1.2 Базовый уровень АСУТП.

 

    К базовому уровню относятся устройства, непосредственно связанные с объектом управления. С их помощью обеспечивается сбор информации и выдача команд управления, необходимых для функционирования системы. К программно-техническим средствам нижнего уровня относится набор локальных микропроцессорных устройств (контроллеров), в том числе устройства измерения, сигнализации и управления, подключаемые к промышленным сетям передачи данных. К базовому уровню относятся также микропроцессорные устройства смежных подсистем, системы мониторинга и диагностики основного электротехнического оборудования, АИИС КУЭ (Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии), системы регистрации аварийных событий.

    2.1.3 Базовый уровень.  УСО

 

    Для организации работы всех вышеперечисленных  микропроцессорных устройств необходимо выбрать устройство связи с объектом (УСО).

    УСО – комплекс технических средств для организации контроля и управления оборудованием на подстанционном  уровне.

    Требования  к УСО:

• гибкость системы;
• надежность, простота монтажа, компактность;
• соотношение цена/качество;
• наличие ПЛК, для реализации локальных алгоритмов управления;
• управление и контроль оборудования по физическим каналам и через стандартные протоколы ModBus и IEC-60870-5-103;

 
 

      

    Рис. 2. Структура взаимодействия УСО с оборудованием 

    “SICAM miniRTU” – комплекс программно-технических средств для автоматизации объектов энергетики на базе контроллеров серии SIMATIC S7-200. Заявленная производителем наработка на отказ комплекса в целом составляет 10 лет.

    ПТК “SICAM miniRTU” выполняет функции:

• сбор информации о состоянии объекта управления по физическим каналам и с использованием различных интерфейсов;
• управления объектом  по физическим каналам и с использованием различных интерфейсов;
• передача информации на «верхний» уровень по различным интерфейсам;
• возможность реализации различных алгоритмов управления.

    ПТК “SICAM miniRTU” является гибкой системой для построения требуемой структуры АСУТП. В состав комплекса входит:

• центральный процессор (до 3 шт.);
• коммуникационный процессор TCM, для обмена данными с системой верхнего уровня;
• модули ввода/вывода, функциональные модули (до 7 на каждый центральный процессор);

    Возможные конфигурации  УСО “SICAM miniRTU” представлены в Таблица 1

    Таблица 1. Возможные конфигурации УСО “SICAM miniRTU”

    2.2 Выбор программного  комплекса

    Для создания АСУТП в работе используется следующее программное обеспечение:  Sicam Pas и Wincc. (программно-технические средства фирмы Siemens для “Оперативно-информационного комплекса” системы АСУ ТП генерирующих предприятий) (см. рис 4)

    

    Рис. 3

• Многофункциональные  измерительные приборы SIMEAS P500;

• SICAM PAS Fullserver RunTime & Configuration;

• Приложение SICAM PAS СС сбора, отображения и архивирования

   информации основанной на SCADA-система WinCC версии 6.2;

• Microsoft SQL server при WinCC, модуль Tag Logging;

• Дополнительный пакет WinCC/Web Navigator версии 6

• В качестве общесистемного программного обеспечения (ПО) используется Windows XP Professional SP3;

    • Microsoft Server 2003.

    2.2.1 SICAM PAS Fullserver RunTime & Configuration

    SICAM PAS – открытая модульная цифровая система телеконтроля и телеуправления для электроэнергетики. Модульная структура системы SICAM PAS обеспечивает высокую степень адаптируемости системы к специфике конкретных предприятий. SICAM PAS решает следующие задачи предлагаемого ОИК системы АСУ ТП:

    • обмен данными с подсистемами и центрами управления верхнего

     уровня  через многочисленные коммуникационные протоколы.

    • сбор данных процесса в режиме реального  времени.

    • визуализация данных процесса через  индивидуально разработанные

интерфейсы  пользователя, такие как общий  обзор, схемы подстанций, списки событий и т.д.

    • передачу данных процесса через OPC сервер.

    Через компонент OPC Client (клиент) система SICAM PAS обменивается данными с любым ОРС сервером, например, с драйверами протокола других производителей. OPC Server (сервер) осуществляет обмен данными с любым приложением, например, с системами визуализации процесса. Программное ядро SICAM PAS реализует функции конфигурирования, отладки и диагностики системы, сбора данных и преобразования протоколов, а также является OPC-сервером. Драйверы телекоммуникационных протоколов и OPC в режиме реального времени обеспечивают регистрацию измерительной информации и ее передачу на верхние уровни диспетчерского управления, сбора, отображения и архивирования информации основанной на SCADA-система WinCC версии 6.2. 
 
 

    2.2.2 SIMATIC WinCC

      Для организации человеко-машинного интерфейса ОИК системы АСУ ТП предлагается SICAM PAS СС использующий полнофункциональную версию SCADA-системы SIMATIC WinCC, дополненную модулями, специально разработанными для специфических задач оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике. SCADA-система SIMATIC WinCC предоставляет оперативному персоналу электрогенерирующих предприятий обширные возможности работы, а именно:

• следить  за технологическим процессом работы при помощи отображаемых на экране индикаторов, графиков, гистограмм, текстовых сообщений. При этом отображение обновляется при каждом изменении состояния процесса.

•   архивировать данные (Microsoft SQL server при WinCC), формировать отчеты, протоколировать действия пользователей;

    •    диагностировать оборудование;

    •    система аварийных сообщений автоматически оповестит о критическом

состоянии процесса. Если, например, превышено заранее заданное граничное значение, то на экране появится сообщение об этом;

• значения процесса могут быть распечатаны или сохранены в электронном виде. Это облегчает процесс документирования и позволяет анализировать технологические данные позднее.

Предлагаемые  опции WinCC для ОИК системы АСУ ТП:

    • WinCC/Server предназначен для построения распределенных архитектур

   клиент/сервер. Один сервер позволяет обеспечить доступ до 32 клиентов к оперативным и архивным данным, сообщениям, мнемосхемам и отчетам через сеть Ethernet TCP/IP.

    • WinCC/Redundancy позволяет организовать параллельную работу 2-х

     одноместных систем WinCC, 2-х WinCC SCADA-серверов или 2-х WinCC

      архивных серверов с функцией взаимного  мониторинга (см. рис. 5). 

    Рис. 4.

    При сбое в работе одной из WinCC станций управление системой передается резервной станции. В структурах клиент/сервер обеспечивается автоматическое переключение клиентов на резервный сервер, непрерывная работа оперативного управления всех WinCC станций. Механизм переключения на резервную станцию исключает возможность потери данных.

После устранения неисправностей автоматически выполняется синхронизация работы резервированной пары WinCC станций с передачей данных (данные процесса, архивы, пользовательские архивы, сообщения) из памяти работавшей станции в память включенной станции. Копирование данных в память восстановленной станции выполняется в фоновом режиме и не влияет на работу станций операторов.