Разработка системы оперативно-диспетчерского контроля и управления канала (стр. 11 из 29)

На рисунке 2.6 изображена структурная схема УСД. Основным узлом УСД является ПЛК. Через устройство сопряжения по интерфейсу RS-485 ПЛК считывает данные со счетчиков.

Преобразуя информацию в пакеты, он через оборудование канала связи передает их в подсистему телекоммуникаций. Кроме считывания данных со счетчиков, ПЛК через устройства сопряжения снимает с объектного оборудования информацию по приборам контроля технологических параметров, аварийной и предупредительной сигнализации, релейной защиты, по положению высоковольтных выключателей.

Блок питания (БП), обеспечивающий электроснабжение УСД является модульным устройством. БП обеспечивает гарантированное электропитание с возможностью бессбойного завершения работы программы ПЛК при сбое или отсутствие внешнего электроснабжения. БП может работать в индустриальном диапазоне температур, нормальном атмосферном давлении и влажности до 75%.

Конструктивно УСД представляет собой шкаф оборудования. На монтажной панели шкафа устанавливаются монтажные DIN-рейки, для установки оборудования. В шкаф внешняя проводка и кабели заводятся через герметичные фитинги.

Рисунок 2.6 – Схема структурная УСД

2.2.3 Подсистема телекоммуникаций

В качестве базовой телекоммуникационной среды выступает телекоммуникационная сеть РГП «Канал им. К. Сатпаева». УСД будут использовать каналы вводимой в строй радиотелефонной связи SR-500 S.

Все данные будут стекаться в коммуникационные серверы РЦСОИ п. Молодежный и далее в ЦСОИ г. Караганда. Для администрирования подсистемы телекоммуникаций предусмотрены АРМ администратора коммуникационного сервера для центра сбора и обработки данных.

Гарантированная доставка данных будет производиться на основе комплексной системы сбора данных SINAUT фирмы Siemens. SINAUT работает с любым видом связи и является программно-аппаратным комплексом. Указанный продукт позволяет строить распределенные системы гарантированного сбора данных и автоматически поддерживает многочисленные служебные функции:

1) гарантированная доставка данных с УСД в коммуникационные серверы системы, в том числе и при отказах каналов связи;

2) единая временная синхронизация (единое время системы);

3) единая для всей системы маршрутизация данных;

4) совместимость со сторонним ПО в соответствие с нормативными документами;

5) помехозащищенность и безопасность данных.

В УСД модемы системы SINAUT штатно подключаются к ПЛК, их ПО полностью совместимо друг с другом.

Таким образом, передаваемые данные оказываются в коммуникационных серверах системы оперативно-диспетчерского контроля и управления, откуда они перемещаются в серверы БД и приложений системы [8].

2.2.4 Подсистема отображения, хранения и управления данными

Подсистема отображения, хранения и управления данными выполняет следующие задачи:

- прием и обработку данных;

- формирование базы данных;

- архивирование и хранение данных;

- графическое и табличное отображение данных и расчетов с ними;

- формирование необходимого объема информации для собственных нужд и для взаимообмена данными с информационными центрами поставщиков, потребителей электроэнергии и системным оператором.

Информационная единица (строка) БД будет содержать кроме данных (значение показания или другие данные) и его признаки: фиксированное время измерения, идентификатор точки учета, заводской номер прибора учета.

Конструктивно подсистема отображения, хранения и управления данными представляет собой совокупность сервера БД и приложений, АРМ специалистов и локальной вычислительной сети (ЛВС).

Программное решение подсистемы реализовано на основе клиент - серверной технологии. На сервере будут производиться все вычисления и преобразования системы оперативно-диспетчерского контроля и управления, специалисты–пользователи системы будут клиентами, а информация на их компьютерах будет формироваться при помощи SQL-запросов. Таким образом, АРМы специалистов системы являются терминалами запроса и отображения информации, обрабатываемой в сервере БД и приложений.

В БД производится регистрация пользователей, их атрибутов и осуществляется их контроль. Каждому пользователю присваивается блок паролей и доступа. Пользователи системы оперативно-диспетчерского контроля и управления могут быть как локальными, так и удаленными.

При этом администратор БД системы должен иметь возможность:

- создавать, изменять или удалять пользователей, группы доступа и предписывать функции для этих групп;

- создавать и удалять пункты измерения в БД и предписывать их определенному каналу связи.

2.2.5 Автоматизируемые функции и задачи (комплексы задач)

Список автоматизируемых функций и составляющих их задач (комплексы задач), решаемых системой оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им.Сатпаева»:

- функции отображения;

- функции контроля;

- функции регистрации;

- функции диагностики;

- функции архивирования;

- функции ввода-вывода;

- функции параметрирования;

- функции защиты информации.

Задачи функции отображения:

а) динамическое отображение состояния технологического оборудования;

б) автоматическая световая и звуковая сигнализация аварий и аварийных режимов;

в) отображение аналоговых значений в виде графиков (трендов). Должны поддерживаться следующие виды просмотра:

1) оперативные тренды;

2) исторические тренды;

г) формирование графиков нагрузок по точке учета. Измеренные средние мощности (срезы) со временем интегрирования 15 или 30 минут;

д) масштабирование экранов трендов;

е) вывод одновременно нескольких графиков на экран (принтер) по выбору;

ж) просмотр журналов событий и аварий;

з) просмотр оперативно-справочной информации.

Задачи функции контроля:

- контроль технологических параметров по двум уровням: предупредительному и аварийному;

- контроль достоверности измеряемых параметров на диапазон допустимых значений.

Задачи функции регистрации:

1) автоматическое формирование журналов событий и аварий;

2) формирование архивов технологических параметров;

3) поддержание единого времени и временная синхронизация подсистем измерений электроэнергии, сбора данных и телекоммуникаций.

Задачи функции диагностики:

- диагностика комплекса технических средств;

- диагностика каналов связи.

Задачи функции архивирования:

- формирование БД системы оперативно-диспетчерского контроля и управления;

- архивирование и хранение журналов событий, аварий, исторических трендов.

Задачи функции ввода-вывода:

1) чтение накопленной прибором учета электроэнергии (снятие показаний приборов учета);

2) чтение значения частоты сети точки учета;

3) чтение значения мгновенной мощности точки учета;

4) сбор данных от приборов учета и формирование информационных пакетов данных;

5) сбор данных по технологическим параметрам.

Задачи функции параметрирования:

- администрирование подсистемы телекоммуникаций;

- администрирование подсистемы отображения, хранения и управления данными системы оперативно-диспетчерского контроля и управления;

- удаленное (дистанционное) параметрирование приборов учета.

Задачи функции защиты информации:

1) доступ к информации в соответствии с правами доступа пользователя;

2) сохранение параметров работы системы при аварийном несанкционированном отключении электропитания;

3) гарантированная доставка данных из коммуникационного сервера системы оперативно-диспетчерского контроля и управления в сервер БД и приложения системы.

На рисунке 2.7 приведена функциональная структура системы оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им. К. Сатпаева» [8, 9, 21, 22].

2.3 Обоснование и выбор технического обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

Система оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им. К. Сатпаева» представляет собой иерархическую распределенную автоматизированную систему сбора и обработки данных.

Техническое обеспечение системы в соответствие с функциональной структурой (рисунок 2.7) рассматривается с позиций четырех подсистем системы.

Техническое обеспечение в этих подсистемах осуществляют при помощи КТС различного состава и назначения.

2.3.1 КТС подсистемы измерений

Измерительные трансформаторы. Реконструируемое оборудование ОРУ–110кВ, ОРУ–220кВ предусмотрено на базе унифицированных трансформаторных, транспортабельных блоков заводского изготовления, состоящих из металлического несущего каркаса с смонтированными на нем высоковольтным оборудованием и элементов вспомогательных цепей. В блоках применяются следующее высоковольтное оборудование:

- разъединители трехполюсные с приводом;

- изоляторы опорные;

- трансформаторы тока ТФЗМ;

- трансформаторы напряжения НКФ.

В таблице 2.3 приведены технические характеристики трансформаторов.

Таблица 2.3 – Технические характеристики трансформаторов

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный первичный ток, А	Число первичных обмоток, шт.	Номинальный вторичный		Класс точности, -
				I, А	U, В
ТФЗМ-110 Б-I-IV УХЛ1	110	220	4	5	-	0,2 0,5 5Р
ТФЗМ-220 Б-I-IV УХЛ1	220	300	4	5	-	0,2 0,5 5Р
НКФ-110-58УХЛ1	110/	-	2	-	100/	0,5 1
НКФ-220-58УХЛ1	220/	-	2	-	100/	0,5 1

Измерение электроэнергии. Технические характеристики, описание и внешний вид счетчиков электроэнергии приведен в разделе 1 (1.3 Анализ существующих элементов АСУ ТП насосных станций).